CN205244519U - 一种背压调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背压调节阀，包括主调节阀，主调节阀包括阀座和阀杆，阀座上设有用于流体进口和出口，所述的进口与出口通过主流道连通；阀杆可移动地设置在所述阀座上，且贯穿所述的主流道，阀杆可在所述阀座内做往复运动，用于打开或关闭所述主流道，或调节介质通过主流道的流量；还包括一个副流道和一个二级调节阀，副流道与主流道并联，副流道的入口与阀座上的进口连通，副流道的出口与阀座上的出口连通；二级调节阀设置在副流道的入口和出口之间，布置在主调节阀下端，用于控制副流道的开或关状态；其可适用于化工反应容器、锅炉、定压燃烧室等压力控制，具有调节响应速度快、压力控制超调量小、可靠性高的特点。

Description

一种背压调节阀

技术领域

本实用新型涉及调节阀，特别是关于背压控制的调节阀。

背景技术

背压调节阀是用于控制阀门前端容器内或管道内介质压力的一种调节阀，其广泛应用于各种容器和流体控制系统中，并且是流体控制系统关键和重要设备，如化工、能源与动力系统中反应釜、锅炉、定压燃烧燃烧室等容器内介质压力的控制。背压调节阀的性能直接影响到整个系统的稳定性。随着自动化程度的提高，流体控制系统对自动背压调节阀的需求量急剧增多。为了保持背压的稳定，背压调节阀在流体控制领域中需要频繁操作，因此其也是流体控制系统较容易损坏的设备之一，背压调节阀的可靠性也直接关系到整个流体控制系统的可靠性。

现常用的背压调节阀一般包括阀座，在阀座上设有用于流体进出的入口和出口，入口与出口通过一流通通道连通；在流通通道之间设置一个用于流量调节的阀杆，阀杆可在所述阀座内做往复运动，用于打开或关闭流通通道，或实现对流通面积的调节，从而实现对背压调节。上述的调节阀结构简单，成本低，广泛使用，但存在如下不足之处：面对快速大流量变化时，调节响应比较慢，导致控制的背压超调较大，精度差；此外，调节过程，频繁启动，易发生故障，使用寿命短。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种背压调节阀，其结构简单，调节精度高，使用寿命长，兼具关断阀功能。

本实用新型的目的是通过以下的技术方案来解决的：

一种背压调节阀，包括主调节阀，主调节阀包括阀座和阀杆，所述阀座上设有用于流体进口和出口，所述的进口与出口通过主流道连通；所述阀杆可移动地设置在所述阀座上，且贯穿所述的主流道，所述阀杆可在所述阀座内做往复运动，用于打开或关闭所述主流道，或调节介质通过主流道的流量；其特征在于：还包括一个副流道和一个二级调节阀，所述副流道与主流道并联，副流道的入口与阀座上的进口连通，副流道的出口与阀座上的出口连通；二级调节阀设置在副流道的入口和出口之间，布置在主调节阀下端，用于控制副流道的开或关状态。

优选地，上述的背压调节阀，所述的二级调节阀包括二级阀座、电磁阀、阀芯、密封圈，所述的二级阀座通过螺栓与阀座连接成一体，流道连接处通过密封圈密封，所述的电磁阀根据控制指令控制阀芯的上下移动，从而控制副流道的开或关状态。

优选地，上述的背压调节阀，所述主流道具有第一口部和第二口部，所述第一口部靠近所述阀座的入口，所述第二口部靠近所述阀座的出口，所述主流道的截面为锥形的，其口径从所述第一口部到所述第二口部逐渐减小；所述阀杆上设有一锥体，所述阀杆沿着朝向调节杆的方向运动到底时，所述锥体的外表面与主流道的内表面接触，锥体密封主流道。

优选地，上述的背压调节阀，所述阀座上还设有由阀杆导向座和阀杆导向块组成的阀杆导向装置，用于限制所述阀杆的运动轨迹。

综上作述，本实用新型的背压调节阀可以实现以下有益效果：

由于本实用新型的背压调节阀设置有主调节阀和二级调节阀，阀座设计有主流道和二级流道，在快速大流量变化工况，首先开启二级调节阀，迅速降低主调节阀杆上下游压差，当上游压力降低到接近目标控制压力值时，关闭二级调节阀，再通过主调节阀进行精准调节，这种调节方式，不仅响应快，又可快速达到平衡，减少主调节阀的频繁动作，提高背压调节阀的可靠性。同时该背压调节阀还具有关断阀的功能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型背压调节阀的结构示意图；

图2为图1中阀座部分的结构剖视图。

其中:

1、二级阀座；2、密封圈；3、阀座；4、阀杆导向座；5、阀杆；6、连接体；7、密封圈，8、密封圈；9、阀芯；10、电磁阀；A、主调节阀；B、二级调节阀；C、进口；D、出口；E、主流道；F、副流道。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示，本具体实施例公开了一种背压调节阀，其由一个主调节阀A和一个二级调节阀B组成，所述主调节阀A包括阀座3、主流道E、阀杆导向座4、阀杆5、连接体6和密封圈7，所述阀座3上设有用于流体进出的进口C和出口D，进口C与出口D通过一主流道E连通；阀杆5可移动地设置在阀座3上，且贯穿主流道E，阀杆5可在阀座3内做往复运动，用于打开或关闭主流道E。

示例性的，如图1所示，主流道E具有第一口部和第二口部，其第一口部，即图1中主流道E的下端口部，靠近阀座3的进口C，其第二口部，即图1中主流道E的上端口部，靠近阀座3的出口D，主流道E的口径从第一口部到所述第二口部逐渐减小，即主流道E在其第一口部处口径最大，在其第二口部处口径最小；阀杆5上设有一锥体，阀杆5沿着朝向调节杆的方向(如图1中所示的竖直向上的方向)运动到底时，锥体的外表面与主流道E的内表面接触，锥体将主流道E密封，使流体不能从阀座3上的进口C流向出口D。其中，锥体的锥面采用小锥角设计，流通截面从0～100％变化时，阀杆5的行程可长达20mm，此时，阀杆5行程每变化0.2mm，流通截面变化1％左右，从而可以实现流量的精确调节。

具体的，阀座3上还设有阀杆导向座4和阀杆导向块，用于限制阀杆5的行程，阀杆导向块设置在阀杆导向座4内，阀杆导向座4和阀杆导向块上均设有用于阀杆5穿过的通孔。阀杆导向座4和阀杆导向块限制了阀杆5在竖直方向上的运动轨迹，使其运动更为平稳可靠。具体的，阀杆导向块与阀杆导向座4之间设有导向块预紧弹簧。阀杆导向块在水平方向上的发生微小偏移时，导向块预紧弹簧可以使其复位。

示例性的，阀杆导向座4与阀座3的接触面上设有密封圈7，阀杆导向座4与阀杆5的接触面上也设有密封圈。

示例性的，所述的背压调节阀还包括一个副流道F和一个二级调节阀B，所述副流道F与主流道E并联，副流道F的入口与阀座3上的进口C连通，副流道F的出口与阀座3上的出口D连通；二级调节阀B设置在副流道F的入口和出口之间，布置在主调节阀A下端，用于控制副流道F的开或关状态。

具体的，所述的二级调节阀B包括二级阀座1、电磁阀10、阀芯9、密封圈，所述的二级阀座1通过螺栓与阀座3连接成一体，副流道F设置在二级阀座1内，其有一个入口和一个出口，所述入口与阀座3上的进口C连通，连接处通过密封圈2密封，所述副流道F的出口与阀座3上的出口D连通，连接处也通过密封圈8密封，在二级阀座1的下端布置有一个电磁阀10，所述的电磁阀10根据控制指令控制阀芯9的上下移动，从而控制副流道F的开或关状态。

传统的背压调节阀，在面对快速大流量变化时，调节响应比较慢，导致控制的背压超调较大；本实用新型的背压调节阀设计成两级调节结构，在面对快速大流量变化，主调节阀A调节速度响应较慢，此时打开二级调节阀B，可以实现迅速响应、背压控制的超调量较小。

另一方面，与单级调节的背压阀相比，在上下游的压差较大时，阀杆的调节阻力比较大，需要的执行机构出力相应也比较大，因此单级调节的背压阀对系统压差有比较严的限制。本实用新型的背压调节阀，在上下游的压差较大且快速大流量变化工况时，先开启二级调节阀B，使得主调节阀A的上下游压差大幅减小，主调节阀杆的阻力相应降低很多，大幅度减小了阀杆的驱动力，因此本实用新型的背压调节阀可适用于大压差工况下启动。

在稳定调节阶段，关闭二级调节阀B，可以延长二级调节阀B的使用寿命；在快速大流量变化工况，二级调节阀B开启，从而使得该背压调节阀的阻力比较小。

在主调节阀A不变的情况下，通过设置二级调节阀的设计，可以大幅的提高背压调节阀的流量使用范围，并可以获得非常小的流动阻力。由于在稳定运行阶段，只需调节主调节阀A，而二级调节阀B无需频繁操作，因此该背压调节阀可以达到很长的使用寿命。

此外，通常的自动背压阀没有关断功能，如果在系统不运行时需要维持上游的反应容器一定的压力时，还需要设置专门的关断阀。本背压调节阀的主调节阀A和二级调节阀B均设计有关断功能，因此本背压调节阀可以同时实现关断功能。

本背压调节阀，通过监控系统自动控制，背压调节阀的上下游均设有压力传感器，监控系统实时监测压力信号，在启动阶段和运行过程中，根据背压调节阀上下游的压力实时调节主调节阀A的开度，并根据上下游的压力差控制二级调节阀B的开关，从而可以实现背压的快速精确稳定控制。

本实用新型可适用于化工系统反应容器、锅炉、定压燃烧燃烧室等容器内的压力控制；通过由连续调节的主调节阀A和快速响应的二级调节阀B的两级调节结构设计，调节响应速度快，压力控制超调量小；该背压调节阀还具有关断功能，可以简化系统，提高系统的可靠性。

Claims (5)

1.一种背压调节阀，包括主调节阀(A)，主调节阀(A)包括阀座(3)和阀杆(5)，所述阀座(3)上设置有用于流体进口(C)和出口(D)，所述的进口(C)与出口(D)通过主流道(E)连通；所述阀杆(5)可移动地设置在所述阀座(3)上，且贯穿所述的主流道(E)，所述阀杆(5)可在所述阀座(3)内做往复运动，用于打开或关闭所述主流道(E)，或调节介质通过主流道(E)的流量；其特征在于：还包括一个副流道(F)和一个二级调节阀(B)，所述副流道(F)与主流道(E)并联，副流道(F)的入口与阀座(3)上的进口(C)连通，副流道(F)的出口与阀座(3)上的出口(D)连通；二级调节阀(B)设置在副流道(F)的入口和出口之间，布置在主调节阀(A)下端，用于控制副流道(F)的开或关状态。

2.根据权利要求1所述的背压调节阀，其特征在于：所述的二级调节阀(B)包括二级阀座(1)、电磁阀(10)、阀芯(9)、密封圈(2,8)，所述的二级阀座(1)通过螺栓与阀座(3)连接成一体，流道连接处通过密封圈(2,8)密封，所述的电磁阀(10)根据控制指令控制阀芯(9)的上下移动，从而控制副流道(F)的开或关状态。

3.根据权利要求1或2所述的背压调节阀，其特征在于：所述主流道(E)具有第一口部和第二口部，所述第一口部靠近所述阀座(3)的进口(C)，所述第二口部靠近所述阀座(3)的出口(D)，所述主流道(E)的截面为锥形的，其口径从所述第一口部到所述第二口部逐渐减小；所述阀杆(5)上设有一锥体，所述阀杆(5)沿着朝向调节杆的方向运动到底时，所述锥体的外表面与主流道(E)的内表面接触，锥体密封主流道(E)。

4.根据权利要求1或2所述的背压调节阀，其特征在于：所述阀座(3)上还设有由阀杆导向座(4)和阀杆导向块组成的阀杆导向装置，用于限制所述阀杆(5)的运动轨迹。

5.根据权利要求3所述的背压调节阀，其特征在于：所述阀座(3)上还设有由阀杆导向座(4)和阀杆导向块组成的阀杆导向装置，用于限制所述阀杆(5)的运动轨迹。