CN208041147U - 先导型串式调节切断阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于流体控制阀技术领域，涉及一种适用于高温高压蒸汽工况，对蒸汽进行调节切断的阀门，具体地说是一种先导型串式调节切断阀，包括上盖和阀体，阀体中头与上盖紧固连接，阀体内腔设置主阀芯和阀座；所述阀体中头内腔设有导向套，导向套与主阀芯之间设有导向环和支撑环；所述主阀芯上设有平衡孔，主阀芯下端与阀座密封接触，主阀芯通过止推环与先导阀芯组件相连密封，主阀芯与先导阀芯组件之间设有复位弹簧及弹簧座。该切断阀具有密封性能佳、调节性能及动态稳定性好、不易卡涩、耐冲蚀性好、使用寿命长、噪音低等优点，优良的综合性能确保其能有效应对高温（≥290℃）、高压差（≥3MPa）蒸汽调节、切断工况。

Description

先导型串式调节切断阀

技术领域

本实用新型属于流体控制阀技术领域，涉及一种适用于高温高压蒸汽工况，对蒸汽进行调节切断的阀门，具体地说是一种先导型串式调节切断阀。

背景技术

煤化工是通过化学加工方式，将煤转化成气体、液体、固体燃料及化学品等产品的过程，其主要包括煤气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。随着新型煤化工（如煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制乙二醇等）装置产能的扩大，其所配套的空分装置呈数量多且大型化的趋势。通常一根动力蒸汽总管需同时供汽给几套空分装置。由于空分装置的增加，蒸汽管网的超压会对其它空分装置的平稳、安全运行产生重要影响；而蒸汽调节切断阀作为蒸汽管网关键的流体控制单元，其主要功能是调节管网压力及放空泄压，所以重要性不言而喻。传统的蒸汽调节切断阀存在密封性不佳、动态稳定性差、高温工况易卡涩、耐冲蚀性差、使用寿命短、噪音大等缺点，无法满足苛刻的工况需求。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种先导型串式调节切断阀，该切断阀具有密封性能佳、调节性能及动态稳定性好、不易卡涩、耐冲蚀性好、使用寿命长、噪音低等优点，优良的综合性能确保其能有效应对高温（≥290℃）、高压差（≥3MPa）蒸汽调节、切断工况。

按照本实用新型的技术方案：一种先导型串式调节切断阀，包括上盖和阀体，阀体中头与上盖紧固连接，阀体内腔设置主阀芯和阀座；所述阀体中头内腔设有导向套，导向套与主阀芯之间设有导向环和支撑环；所述主阀芯上设有平衡孔，主阀芯下端与阀座密封接触，主阀芯通过止推环与先导阀芯组件相连密封，主阀芯与先导阀芯组件之间设有复位弹簧及弹簧座，主阀芯外侧依次设置有第一节流套、第二节流套，第一节流套与第二节流套之间通过防转销防止相互转动；所述第一节流套位于第二节流套的内部，第一节流套上径向设置多个圆周均布的第一腰型槽，第二节流套上径向设置多个圆周均布的第二腰型槽，其中第一腰型槽与第二腰型槽逐一对应并形成流道；所述第一节流套上沿轴向设有多组圆周均布的流量调节窗口，主阀芯与第一节流套上设置的流量调节窗口形成串式多级降压结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述导向环位于支撑环的外侧，导向环的开口为Z字型。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀座上设有均布的降噪孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述止推环上设有节流孔，弹簧座上设有扇形槽，节流孔与扇形槽形成流通通道，弹簧座的外圆与主阀芯的内孔为间隙配合。

作为本实用新型的进一步改进，所述上盖通过导向套将第一节流套和第二节流套固定在阀座上。

作为本实用新型的进一步改进，所述上盖与阀体之间设有上盖垫片，上盖与先导阀芯组件之间设有填料组件。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀座与阀体之间设有阀座垫片。

作为本实用新型的进一步改进，所述主阀芯与第一节流套之间设置小行程流量死区。

作为本实用新型的进一步改进，在工作时，阀体介质流向为高进低出。

本实用新型的技术效果在于：1、采用先导式阀芯结构，介质流向为高进低出，阀门密封性能好，所需执行机构推力小，可长期满足ANSI Ⅵ级密封等级要求，阀门流量特性为近似等百分比，既能实现调节，也能实现切断功能。

2、主阀芯上设置导向环和支撑环能自动补偿温差间隙，阀门不易卡涩，在高温、高压差蒸汽工况下具有良好的动态稳定性，适用于连锁快速调节、切断工况。

3、阀门采用串式多级降压主阀芯结构，防堵塞效果好，并配合多孔式降噪型阀座，其能有效抵抗高温（≥290℃）、高压差（≥3MPa）蒸汽介质的冲蚀，并大幅降低阀门的噪音。

4、阀门设有小行程流量死区功能，可减缓高压差流体对阀内件的破坏，且能有效避免阀门因在小开度运行而导致其出现高频振荡的情况发生，继而延长阀内件的使用寿命并提高阀门的控制性能。

附图说明

图1为本实用新型主视图。

图2为阀座轴测图。

图3为主阀芯轴测剖视图。

图4为第一节流套轴测图。

图5为第二节流套轴测图。

图6为弹簧座轴测图。

图7为止推环轴测图。

图8为支撑环轴测图。

图9为导向环轴测图。

附图标记说明：1-阀体、2-阀座、2a-降噪孔、3-阀座垫片、4A-第一节流套、4A-1-第一腰型槽、4A-2-流量调节窗口、4B-第二节流套、4B-1-第二腰型槽、4C-防转销、5-主阀芯、5a-平衡孔、主阀芯上部5-1、主阀芯下部5-2、6-复位弹簧、7-弹簧座、7a-扇形槽、8-止推环、8a-节流孔、9-支撑环、10-导向环、11-导向套、12-上盖垫片、13-先导阀芯组件、14-上盖、15-填料组件、16-小行程流量死区、17-阀体介质流向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

如图1~9所示，本实用新型主要包括上盖14和阀体1，阀体1中头与上盖14紧固连接，阀体1内腔设置主阀芯5和阀座2。主阀芯5为多级串式降压结构，具体来说，包括主阀芯上部5-1和主阀芯下部5-2，主阀芯下部5-2沿轴向形成多个锥形结构，锥形结构均沿径向延伸设置。

主阀芯5上设有平衡孔5a，平衡孔5a设置于主阀芯上部5-1的下部，平衡孔5a沿径向贯通设置，主阀芯上部5-1内腔台阶面上设有定位台肩，主阀芯5下端与阀座2相接触密封，主阀芯5通过止推环8与先导阀芯组件13相连密封，主阀芯5与先导阀芯组件13之间设有复位弹簧6及弹簧座7，复位弹簧6下端通过主阀芯上部5-1内腔的定位台肩进行径向定位。

主阀芯5外侧依次设置有第一节流套4A、第二节流套4B。第一节流套4A与第二节流套4B之间设有4个防转销4C，防止两者之间相互转动。

如图1、图8、图9所示，所述阀体1中头内腔设有导向套11，所述主阀芯5与导向套11之间设有导向环10和支撑环9，所述导向环10位于支撑环9的外侧，所述导向环10的开口为Z字型，所述导向环10与支撑环9能自动补偿温差间隙，确保阀门不易卡涩，在高温（≥290℃）、高压差（≥3MPa）蒸汽工况下保持良好的动态稳定性。

如图2所示，阀座2上设有均布的降噪孔2a，能有效降低阀门的噪音。

如图3~5所示，第一节流套4A位于第二节流套4B的内部，第一节流套4A上径向设置多个圆周均布的第一腰型槽4A-1，所述第二节流套4B上径向设置多个圆周均布的第二腰型槽4B-1，其中第一腰型槽4A-1与第二腰型槽4B-1逐一对应并形成流道；所述第一节流套4A上沿轴向设有多组圆周均布的流量调节窗口4A-2；所述主阀芯5与第一节流套4A上设置的流量调节窗口4A-2形成串式多级降压结构，具有防介质颗粒堵塞功能，且能有效抵抗高温（≥290℃）、高压差（≥3MPa）蒸汽介质的冲蚀，延长阀内件的使用寿命。

如图6~7所示，所述止推环8上设有节流孔8a，所述弹簧座7上设有扇形槽7a，节流孔8a与扇形槽7a形成流通通道；所述弹簧座7的外圆与主阀芯5的内孔为间隙配合，起导向作用。

如图1所示，所述上盖14通过导向套11将第一节流套4A和第二节流套4B固定在阀座2上。所述上盖14与阀体1之间设有上盖垫片12，上盖14与先导阀芯组件13之间设有填料组件15，以防止介质出现外漏。所述阀座2与阀体1之间设有阀座垫片3，以防止介质出现内漏。所述主阀芯5与第一节流套-4A之间设置小行程流量死区16，小行程流量死区16可减缓高压差流体对阀内件的破坏，且能有效避免阀门因在小开度运行而导致其出现高频振荡的情况发生，继而延长阀内件的使用寿命并提高阀门的控制性能。所述阀体介质流向17为高进低出，当先导阀芯组件13开启时，阀内件为平衡型结构，阀门只需较小的推力便能打开主阀芯5，实现流量或压力调节功能；当主阀芯5与先导阀芯组件13均关闭时，阀内件为非平衡型结构，介质压力作用在主阀芯5上，能提供额外轴向密封力，有利于保证阀门长期满足ANSI Ⅵ级密封等级要求，实现切断功能。

本实用新型的工作原理是：阀门开启时，先导阀芯组件13通过复位弹簧6及执行机构的作用力先行逐渐打开，直至全开。在此过程中，主阀芯5与导向套11之间的介质通过先导阀芯组件13迅速排放；此时，阀内件处于平衡状态，执行机构只需较小的推力便可带动主阀芯5进一步开启。主阀芯5与第一节流套4A之间设有小行程流量死区16，其可减缓高压差流体对阀内件的破坏，且能有效避免阀门小开度振荡的情况发生，继而延长阀内件的使用寿命并提高阀门的控制性能。当主阀芯5逐步开启时，其与第一节流套4A及第二节流套4B形成串式多级降压结构，通过主阀芯5与流量调节窗口4A-2之间面积的变化，实现介质流量或压力调节功能，配合多孔式阀座2，能有效抵抗介质冲蚀，并降低阀门噪音。阀门关闭时，主阀芯5先行关闭，然后先导阀芯组件13逐渐关闭；此时，阀内件处于非平衡状态，介质通过主阀芯5上的平衡孔及导向环10与主阀芯5之间的间隙进入导向套11与主阀芯5之间的腔室，介质压力作用在主阀芯5上，能提供额外轴向密封力，有利于保证阀门长期满足ANSI Ⅵ级密封等级要求，实现切断功能。导向套11及主阀芯5之间设置经硬化处理的金属导向环10及支撑环9，能自动补偿温差间隙，确保阀门在高温（≥290℃）、高压差（≥3MPa）蒸汽工况下具有良好的动态稳定性，非常适用于连锁快速调节、切断工况。

Claims (9)

1.一种先导型串式调节切断阀，包括上盖（14）和阀体（1），阀体（1）中头与上盖（14）紧固连接，阀体（1）内腔设置主阀芯（5）和阀座（2）；所述阀体（1）中头内腔设有导向套（11），导向套（11）与主阀芯（5）之间设有导向环（10）和支撑环（9）；所述主阀芯（5）上设有平衡孔（5a），主阀芯（5）下端与阀座（2）密封接触，主阀芯（5）通过止推环（8）与先导阀芯组件（13）相连密封，主阀芯（5）与先导阀芯组件（13）之间设有复位弹簧（6）及弹簧座（7），主阀芯（5）外侧依次设置有第一节流套（4A）、第二节流套（4B），第一节流套（4A）与第二节流套（4B）之间通过防转销（4C）防止相互转动；所述第一节流套（4A）位于第二节流套（4B）的内部，第一节流套（4A）上径向设置多个圆周均布的第一腰型槽（4A-1），第二节流套（4B）上径向设置多个圆周均布的第二腰型槽（4B-1），其中第一腰型槽（4A-1）与第二腰型槽（4B-1）逐一对应并形成流道；所述第一节流套（4A）上沿轴向设有多组圆周均布的流量调节窗口（4A-2），主阀芯（5）与第一节流套（4A）上设置的流量调节窗口（4A-2）形成串式多级降压结构。

2.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述导向环（10）位于支撑环（9）的外侧，导向环（10）的开口为Z字型。

3.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述阀座（2）上设有均布的降噪孔（2a）。

4.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述止推环（8）上设有节流孔（8a），弹簧座（7）上设有扇形槽（7a），节流孔（8a）与扇形槽（7a）形成流通通道，弹簧座（7）的外圆与主阀芯（5）的内孔为间隙配合。

5.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述上盖（14）通过导向套（11）将第一节流套（4A）和第二节流套（4B）固定在阀座（2）上。

6.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述上盖（14）与阀体（1）之间设有上盖垫片（12），上盖（14）与先导阀芯组件（13）之间设有填料组件（15）。

7.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述阀座（2）

与阀体（1）之间设有阀座垫片（3）。

8.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：所述主阀芯（5）与第一节流套（4A）之间设置小行程流量死区（16）。

9.如权利要求1所述的先导型串式调节切断阀，其特征在于：在工作时，阀体介质流向（17）为高进低出。