CN202646869U - Hv快速切换阀 - Google Patents

Abstract

一种快速切换阀，包括阀装置、液压执行装置，所述阀装置包括阀体，在所述阀体内设有阀座，阀芯头可配合在所述阀座上；所述阀芯头连接有阀杆，所述阀杆沿轴向向上伸出所述阀体外且与所述液压执行装置连接；其特征在于，所述液压执行装置包括驱动机构、液压控制模块，其中，所述驱动机构包括用于驱动所述阀杆运动油缸-活塞杆组件以及安装于所述阀杆上的弹簧组件；所述液压控制模块用于控制油缸-活塞杆组件的运动。上述HV快速切换阀，兼具快开、快关和调节功能；进一步地，既可与控制系统联接实现自动连锁控制，又可进行就地和远程的手动控制，能输出阀位信号与接受外来阀位信号，达到远程调节控制的目的。

Description

HV快速切换阀

技术领域

本实用新型涉及一种快速切换阀，尤其是涉及锅炉给水泵汽轮机切换阀（HV阀）。 

背景技术

锅炉给水泵是关系到锅炉系统安全稳定运行的关键，是利用现代自动控制技术设计与组建的锅炉自动液位调节系统的重要组成部分。目前我国拥有锅炉设备四十多万台，其中大部分是工业企业用锅炉以及电厂用锅炉系统，很小的一部分用于居民浴池等商业领域。给水泵的稳定运行是锅炉运行的基础，是现代锅炉液位调节系统的重要组成部分。一旦给水泵出现故障将严重危害锅炉的运行安全，严重的还将导致重大事故的发生。因此，加强锅炉系统给水泵的日常养护与维修，已经成为现代锅炉维护部门的重要工作。 

锅炉给水泵的拖动方式，一般分电动机与汽轮机二种拖动方式。电动机多采用交流电动机，所以给水泵的转速是定速的，锅炉给水调节经过“节流”调节。但电动机操作方便、灵活、占地小，而汽轮机拖动，它有蒸汽管路和操作阀件，运行较麻烦，占地也大，但可变速运行，无“节流”损失。所以，中小热电厂，在电网联接时（上网）一般都采用电动方式，只有孤立热电厂（无电网时）、首期工程，为了首次启动、锅炉上水，必须有一台启动锅炉和配一台蒸汽轮机拖动的给水泵，便于第一次启动用。电动给水泵耗用的是电厂的发电量（厂用电），是主机从煤经过一系列能量转换而成的，而汽动给水泵是消耗的蒸汽的热能，是由煤经锅炉转换成主蒸汽做功后或不做功入给水泵小汽轮机直接拖动给水泵。也就是说给水泵小汽轮机的拖动蒸汽有二种可能，一种是锅炉的新汽，一种是入主汽轮机后，作了部分功的抽汽。 

锅炉给水泵汽轮机切换阀（HV阀）是用在锅炉给水泵小汽轮机备用进汽管路上，对于这种切换阀的要求是当系统需要进行汽源切换时，接到切换指令能快速作出反应，能够迅速打开或关闭阀门（开、关时间都≤0.2秒）。同时，还希望这种切换阀具有调节功能，可以根据指令来调节小汽轮机的 进汽量，以满足锅炉给水泵功率的需要。 

发明内容

为此，本实用新型的目的在于提供一种HV快速切换阀，兼具快开、快关和调节功能。 

进一步地，本实用新型的目的在于提供一种HV快速切换阀，既可与控制系统联接实现自动连锁控制，又可进行就地和远程的手动控制，能输出阀位信号与接受外来阀位信号，达到远程调节控制的目的。 

为此，本实用新型提供了一种快速切换阀，包括阀装置、液压执行装置，所述阀装置包括阀体，在所述阀体内设有阀座，阀芯头可配合在所述阀座上；所述阀芯头连接有阀杆，所述阀杆沿轴向向上伸出所述阀体外且与所述液压执行装置连接；其中，所述液压执行装置包括驱动机构、液压控制模块，其中，所述驱动机构包括用于驱动所述阀杆运动油缸-活塞杆组件以及安装于所述阀杆上的弹簧组件；所述液压控制模块用于控制油缸-活塞杆组件的运动以进行快关、快开和调节操作。 

较佳地，所述驱动机构包括油缸和可在其中往复运动的活塞杆，所述活塞杆与所述阀杆同轴布置并且固定连接在一起。 

较佳地，所述活塞杆伸出所述缸体的长度上设有所述弹簧组件，所述弹簧组件是压缩弹簧以在收缩和伸展时可相对所述活塞杆运动。 

较佳地，所述液压控制模块包括连通工作高压油的快关控制阀，与所述快关控制阀连接的插装阀，所述插装阀连接至所述油缸的入口以及连接至回油箱；还包括连通工作高压油的调节控制阀，所述调节控制阀连接至所述油缸的入口并连接至回油箱。 

较佳地，所述快关控制阀设定为在通电状态下快关，在非通电状态下常开；当变换快关控制阀的阀位状态时，快关控制阀即可设定为在非通电状态下快关，在通电状态下常开。 

较佳地，所述液压控制模块还包括锁定阀，所述锁定阀连接在所述调节控制阀与插装阀之间且连接至所述油缸的入口。 

较佳地，还包括系统控制处理单元，该系统控制处理单元接收来自外部控制信号单元和内部阀位反馈单元的信号，并且将信号传送至所述调节控制阀。 

较佳地，所述液压控制模块还包括直线位移传感器组件，以感应所述阀装置的阀杆的位置。 

较佳地，所述液压执行装置藉由支架安装于所述阀体上。 

较佳地，所述阀杆上设有密封件以实现所述阀体与所述阀杆之间的密封，所述密封件采用三层填料结构。 

此外，在阀芯头轴向中心位置设有凹槽，在阀杆端部设有连接块，所述连接块配合在所述凹槽中，一阀芯压套套设于阀杆上且连接于阀盖上。 

所述阀盖上还设有导向套，所述阀杆伸过导向套而伸出阀体外，所述密封件设置在所述阀杆与所述导向套之间。 

较佳地，本实用新型还包括电气控制部分，该电气控制部分由本控部分与远控部分组成，以输出阀门开到位、阀门关到位、阀门实际开度指令。 

与现有技术相比，本实用新型的快速切换阀兼具快开、快关和调节功能，尤其适用于锅炉给水泵小汽轮机备用进汽管路上，能在接到切换指令时快速作出反应，迅速打开或关闭阀，并可根据指令调节小汽轮机的进汽量，以满足锅炉给水泵功率的需要。 

附图说明

现在将参考以下附图说明本实用新型的一个实例实施方案，在附图中： 

图1示出了包括本实用新型HV快速切换阀所应用的进汽系统的示意图； 

图2示出了本实用新型HV快速切换阀的结构示意图，其中阀装置为截面图； 

图3是本实用新型HV快速切换阀阀装置的结构示意图； 

图4A和图4B示出了图4所示液压系统执行装置结构示意图；以及 

图5示出了图2所示本实用新型HV快速切换阀的液压执行装置工作原理图。 

具体实施方式

首先参见图1所示，图中示出了包括本实用新型HV快速切换阀所应用的进汽系统的示意图，以下结合该图说明在该进汽系统中切换阀的基本工作原理。 

当拖动锅炉给水泵的小汽轮机降负荷时，工作蒸汽参数也随之下降。汽轮机从高负荷降到汽源切换点，即应汽轮机系统控制需要，用户设定的压力检测比对值时及该值以下，若低压调节阀开度到大于95%时，工作蒸汽仍不能满足要求，则需切换到高压汽源，与低压调节阀相同，实际转速和给定转速比较后得到一个差值，经过PID计算后，切换阀油动机的LVDT信号返回到伺服板，它和控制信号比较后，输出控制电流到电液伺服阀，控制电液伺服阀动作，改变切换阀的开度，改变汽轮机转速以满足上述要求， 当实际转速和目标转速一致，切换阀油动机的LVDT反馈信号和控制信号一致时，电液伺服阀切断油动机进、排油，切换开度保持，完成一个自动调节过程。同时，低压调节阀油动机将继续开大至全开，低压进汽管道的上的逆止阀门自动关闭后，切换到高压汽源完成。在切换点以下的工况，低压调节阀全开，机组转速由切换阀控制。 

当汽轮机升负荷时，工作蒸汽和高压汽源参数均随之上升，汽轮机从低负荷上升到汽源切换点及以上，工作蒸汽参数能够满足主机功率对给水量的要求，需切换到低压汽源。由于高压汽源参数上升，切换阀将逐渐关小以满足主机功率对给水量的要求，并开始切换过程，切换过程中四段抽汽逆止阀将自动打开，切换阀全关后切换过程完成后，机组转速又由低压调节阀控制。 

再如图2所示，图中示出了本实用新型HV快速切换阀的结构示意图，其中阀装置为截面图；以及图3示出了阀装置的结构示意图。本实用新型的快速切换阀阀装置100包括阀体101，该阀体101包括蒸汽进口1011和蒸汽出口1012，在阀体内部、蒸汽进口1011和蒸汽出口1012之间设有阀座102，阀芯头103可以配合在阀座102上。阀芯头103连接于阀杆104的一端。如图3所示，在阀芯头103轴向中心位置上设有一凹槽1031，同时在阀杆104的端部上设有尺寸大于阀杆104直径的连接块1041，此连接块1041位于阀芯头的凹槽1031中。此外，如图所示，在阀芯头103上方、在阀杆104上还套设有一阀芯压套105，此阀芯压套105靠近连接块1041的端面形成可将连接块1041抵压在阀芯头103的凹槽1031中的靠肩部分1051，从而将阀芯头连接于阀杆端部。同时，阀芯压套105的、与此端面相对的另一端沿阀杆104轴向向上延伸，并通过销钉106固定在上阀盖107的、沿阀杆104轴向向下延伸的导向套1071上。藉由此结构，可以将阀芯头103固定连接于阀杆104的一端上。 

此外，为了确保阀杆104在穿过上阀盖107的上下运动过程中，阀杆104可沿导向套1071顺滑地运动，同时为了减少阀杆104与导向套之间的磨损，也为了防止阀体101内的流体可能随阀杆104的往复运动而泄漏到阀体装置之外，在阀杆104与导向套1071之间还设有衬套108和密封件109，密封件109例如由填料构成。 

上阀盖7是藉由可拆卸的固定件，例如螺钉、螺母连接于阀体101上的。此外，为了确保密封效果，密封件109的一端伸入上阀盖107，一填料压板1010藉由固定螺栓1011将构成密封件109的填料牢固地固定在位。 

以上结合附图对本实用新型的快速切换阀所采用阀装置的一个实施例 进行了描述；其中，密封件109可以采用三层次填料结构，以确保阀杆密封无外漏。此外，填料压板1010采用可调整预紧力的结构，通过设置碟簧，对填料提供辅助预紧压力密封。但是本领域技术人员可以理解，虽然该实施例所采用的是角形单座阀形式的阀装置，角形单座阀结构具有泄漏量小、关闭严密的特点，但本领域中其它结构的阀装置亦可以用于本实用新型。在此不再详述。 

本实用新型的阀装置由一套液压执行装置驱动，具体地是通过阀杆与液压执行装置连接而被驱动，以实现本实用新型所提出的开启、关闭、快速关闭、流量调节以及保位等功能。以下结合附图所示实施例作出详细描述和说明。 

如图2和图4A、4B所示，本实用新型的快速切换阀还包括液压执行装置200，该液压执行装置200包括支架201，该支架201竖立于阀装置的阀杆104轴向上方，通过诸如螺栓构件的连接件固定于上阀盖107上。 

支架201呈箱体结构形式，该箱体结构例如大致呈圆柱体形或立方体形。在支架201的内部，与阀杆104同轴地设置有活塞杆202，该活塞杆202的下端通过连接盘2012与阀杆104连接。弹簧组件203一端抵靠于固定在活塞杆202上的挡板204，其另一端抵靠于支架201的内侧顶壁。在本实施例中，该弹簧组件203是螺旋压缩弹簧形式的；然而，本领域技术人员可以理解，也可采用其它形式的弹簧组件，例如碟形弹簧。此外，为了防止弹簧组件203偏离轴向，在本实施例中，挡板204形成有凸肩2041，支架201的顶壁上设有挡环205，凸肩2041与挡环205的直径与螺旋弹簧203的内径相适应，这样，在弹簧组件压缩和伸展时，可以实现稳定、不偏移的轴向位移。如图4A和图4B所示，挡板204可藉由螺母固定连接于活塞杆202上，挡环205可藉由粘结剂、固定件等类似方式连接于支架内侧顶壁上，或者可与支架内侧顶壁一体地形成。 

活塞杆202沿轴向向上方延伸，伸过液压控制模块206，该液压控制模块206用于控制活塞杆202的运动，将在下文中详细描述。活塞杆202进一步沿轴向向上方延伸，伸入油缸207中。活塞杆202位于油缸207中的那部分上设有活塞208。活塞杆202进一步伸出油缸207外部。 

在图示的实施例中，油缸207的缸盖外部设有限位开关组件209，活塞杆202轴向向上运动的极限位置设置为活塞杆伸出油缸的顶端2021与限位开关组件209中的限位开关2091接触。 

在液压控制模块206与油缸207之间连接有油管2010以根据液压控制模块206的工作状况实现对油缸207的供油，从而实现对活塞杆202的运 动控制。下文将对此作进一步的描述。 

液压执行装置200还包括直线位移传感器组件2011，该直线位移传感器2011设置在油缸207的外侧，其作用是用于对阀装置100的阀杆104的位置作出反馈。下文亦将对此作进一步的描述。 

如图5所示，图中示出了本实用新型快速切换阀的液压执行装置的连接结构和工作原理。如图所示，液压控制模块206包括进油口2061，可与进油口2061连接的快关控制阀2062，该快关控制阀2062设定为在通电状态下快关，在非通电状态下常开；当然，本技术领域人员可以理解，如果在变换电磁阀的阀位的状态下，快关控制阀即可设定为在非通电状态下快关，在通电状态下常开；与快关控制阀2062连接的插装阀2063，该插装阀2063连接至油缸207的进油口2071，以及连接至回油箱T；液压控制模块206的进油口2061还连接至调节控制阀2064,该调节控制阀2064亦连接至油缸207的进油口2071，且调节控制阀2071还连接至回油箱T，并且与电气控制部分300的系统控制处理单元301连接，可以接受来自该系统控制处理单元301的信号。系统控制处理单元301同时接收来自阀位反馈单元302的信号，以及接收来自外部控制信号单元303的信号。 

藉由以上的液压控制模块206的布置以及根据来自系统控制处理单元301的信号，本实用新型的工作过程如下所述： 

开启：快关控制阀2062不带电，工作高压油P经快关控制阀2062至插装阀2063的控制腔，插装阀2063闭合；调节控制阀2064接受开阀信号，调节控制阀2064内部进油通路接通，压力油经调节控制阀，进入油缸207。活塞202工作并压缩弹簧组件203，弹簧蓄能，阀门开启。 

关闭：快关控制阀2062不带电，工作高压油P经快关控制阀2062至插装阀2063的控制腔，插装阀2063闭合；调节控制阀2064接受关阀信号，调节控制阀2064内部回油通路接通，油缸207与油箱T形成通路，此时弹簧组件203释能，活塞202在弹簧力作用下工作，油从油缸207经调节控制阀2064回入油箱T，阀门正常关闭。 

快速关闭：快关控制阀2062得电，工作高压油P进入快关控制阀2062的油口封闭，插装阀2063的控制腔内的油经快关控制阀2062回到油箱T，插装阀2063打开，同时弹簧组件203释能，活塞202在弹簧力作用下快速工作，液压油自油缸207经插装阀2063快速流回油箱T，完成阀门快速关闭。 

调节功能：快关控制阀2062不带电，工作高压油P经快关控制阀2062至插装阀2063的控制腔，插装阀2063闭合；调节控制阀2064接受阀位指 令信号，进油（回油）通路或通或断，以实现阀位调节控制功能。 

此外，再如图5所示，在调节控制阀2064连接至油缸进油口2071的通路上，还设有锁定阀2065，该锁定阀实现保位功能，即： 

保位功能：快关控制阀2062不带电，工作高压油P经快关控制阀2062至插装阀2063的控制腔，插装阀2063闭合；此时锁定阀2065带电，阀门处于原位。 

电气控制部分300接收阀门开到位信号、关到位信号、阀门实际开度信号（即阀位信号）等信号。 

此外，在支架101上可设有用于电气控制部分300的接线盒303，以节省空间，同时方便安装、维护。 

以上结合实施例，对本实用新型的快速切换阀作了详细描述；但是本领域技术人员可以了解，在不脱离本实用新型实质精神的范围中，还可以对作出多种变化或变型，这些变化或变型都将落入本实用新型的保护范围中。 

Claims (10)

1.一种快速切换阀，包括阀装置、液压执行装置，所述阀装置包括阀体，在所述阀体内设有阀座，阀芯头可配合在所述阀座上；所述阀芯头连接有阀杆，所述阀杆沿轴向向上伸出所述阀体外且与所述液压执行装置连接；其特征在于，所述液压执行装置包括驱动机构、液压控制模块，其中，所述驱动机构包括用于驱动所述阀杆运动油缸-活塞杆组件以及安装于所述阀杆上的弹簧组件；所述液压控制模块用于控制油缸-活塞杆组件的运动以进行快关、快开和调节操作。

2.如权利要求1所述的快速切换阀，其特征在于，所述驱动机构包括油缸和可在其中往复运动的活塞杆，所述活塞杆与所述阀杆同轴布置并且固定连接在一起。

3.如权利要求2所述的快速切换阀，其特征在于，所述活塞杆伸出所述缸体的长度上设有所述弹簧组件，所述弹簧组件是压缩弹簧以在收缩和伸展时可相对所述活塞杆运动。

4.如权利要求1或2所述的快速切换阀，其特征在于,所述液压控制模块包括连通工作高压油的快关控制阀，与所述快关控制阀连接的插装阀，所述插装阀连接至所述油缸的入口以及连接至回油箱；还包括连通工作高压油的调节控制阀，所述调节控制阀连接至所述油缸的入口并连接至回油箱。

5.如权利要求4所述的快速切换阀，其特征在于，所述快关控制阀设定为在通电状态下快关，在非通电状态下常开。

6.如权利要求5所述的快速切换阀，其特征在于，所述液压控制模块还包括锁定阀，所述锁定阀连接在所述调节控制阀与插装阀之间且连接至所述油缸的入口。

7.如权利要求6所述的快速切换阀，其特征在于，还包括系统控制处理单元，该系统控制处理单元接收来自外部控制信号单元和内部阀位反馈单元的信号，并且将信号传送至所述调节控制阀。

8.如权利要求7所述的快速切换阀，其特征在于，所述液压控制模块还包括直线位移传感器组件，以感应所述阀装置的阀杆的位置。

9.如权利要求1所述的快速切换阀，其特征在于，所述液压执行装置藉由支架安装于所述阀体上。

10.如权利要求1所述的快速切换阀，其特征在于，所述阀杆上设有密封件以实现所述阀体与所述阀杆之间的密封，所述密封件采用三层填料结构。 

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