CN210153244U - 一种适用于高温工况的阀芯组件及阀芯 - Google Patents

Abstract

本新型属于阀门技术，具体涉及一种适用于高温工况的阀芯组件和具有该阀芯组件的阀芯。它包括阀芯，阀芯的截面为倒置的“凸”字型结构，在阀芯内部开有截面为“丫”字型的通孔，其中通孔上部的两个通道连通到阀芯顶面，通孔下部的一个通道延伸到阀芯的底面，在阀芯上半部分设有四个平行的环形槽，在每个环形槽中均设有石墨环整体组件，在阀芯下半部分上套接下阀芯。本新型的显著效果是：调节阀工作过程中，通过设置阀芯和下阀芯与笼套之间的合理间隙，通过导向环与笼套接触，弹簧提供接触力，避免了高温工况条件中阀芯、下阀芯、石墨环与笼套变形不一致从而发生卡阻的现象，实现了阀芯及下阀芯的动态导向。降低了阀门操作力，且提高了其调节精度。

Description

一种适用于高温工况的阀芯组件及阀芯

技术领域

本新型属于阀门技术，具体涉及一种适用于高温工况的阀芯组件和具有该阀芯组件的阀芯。

背景技术

核电、石油化工、煤化工、水电等行业中，广泛存在着大量调节阀，起到调节介质压力、流量、温度等作用。调节精度、固有流量特性、抗振动能力等是评价调节阀性能的重要指标。阀芯与笼套之间的间隙控制、导向结构设计与上述评价指标密切相关。行业中的调节阀阀芯在高温工况下，时常发生阀芯及石墨环与笼套因高温膨胀量不一致，从而发生卡阻，阀门操作力增大，甚至阀杆发生断裂等现象，严重影响了调节阀的调节精度及使用寿命。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本新型的目的是提供一种适用于高温工况的阀芯组件和具有该阀芯组件的阀芯。

本新型是这样实现的：一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，阀芯，阀芯的截面为倒置的“凸”字型结构，在阀芯内部开有截面为“丫”字型的通孔，其中通孔上部的两个通道连通到阀芯顶面，通孔下部的一个通道延伸到阀芯的底面，在阀芯上半部分设有四个平行的环形槽，在每个环形槽中均设有石墨环整体组件，在阀芯下半部分上套接下阀芯。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，在下阀芯侧壁上开有环形槽b，在环形槽b内再开弹簧支撑孔b，在环形槽b设置导向环，在弹簧支撑孔b中设置弹簧。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，所述阀芯上的四个平行环形槽的结构如下，每个平行环形槽的截面均为侧置的“凸”型，其中“凸”型的顶端为弹簧支撑孔a，“凸”型的底端为环形槽a。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，所述的石墨环整体组件包括石墨环组件，设置在石墨环组件与阀芯之间的弹簧，该弹簧设置在弹簧支撑孔a中，设置在石墨环组件外的导向环，该导向环与石墨环组件共同设置在环形槽a中。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，在阀芯的顶端设置阀杆，在阀芯上半部分的外围设置笼套，在下阀芯的外围设置阀座，笼套与阀座之间设置垫片。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，在阀芯的顶端设置方槽a。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，下阀芯的顶端设置方槽b。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，在下阀芯上开有节流孔。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，所述的石墨环组件环形设置的两层结构，外层为石墨环，内层为支撑环。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，所述的石墨环由多个弧形的石墨环a和石墨环b拼接形成，支撑环由多个弧形的支撑环a和支撑环b拼接形成。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，每个所述的支撑环a和支撑环b均设有弹簧支撑孔c。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，每个所述的支撑环a和支撑环b的朝向石墨环的表面均设有凸起，每个所述的石墨环a和石墨环b朝向支撑环的表面均设有凹槽，所述的凸起和凹槽是匹配的。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，每个所述的支撑环a的圆弧夹角均为100°，每个支撑环b的圆弧夹角均为80°，两个支撑环a和两个支撑环b拼接成一个支撑环。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，每个所述的石墨环a的圆弧夹角均为90°，每个所述的石墨环b的圆弧夹角均为90°，两个石墨环a和两个石墨环b拼接成一个石墨环。

如上所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其中，所述的导向环由四个形状完全相同的弧形导向环部件拼接而成，在导向环内壁设置若干弹簧支撑孔d，导向环外表面为硬化层。

本新型的效果是：调节阀工作过程中，通过设置阀芯和下阀芯与笼套之间的合理间隙，通过导向环与笼套接触，弹簧提供接触力，避免了高温工况条件中阀芯、下阀芯、石墨环与笼套变形不一致从而发生卡阻的现象，实现了阀芯及下阀芯的动态导向。降低了阀门操作力，且提高了其调节精度。

附图说明

图1是本新型适用于高温工况的调节阀阀芯组件示意图。

图2是阀芯组件与笼套和阀座配合示意图。

图2a是阀芯与笼套配合处的局部放大示意图。

图2b是下阀芯与笼套配合处的局部放大示意图。

图3是阀芯的轴侧剖视图。

图4是下阀芯的轴侧剖视图。

图5是石墨环组件示意图。

图5a是石墨环组件的部件一的示意图。

图5b是石墨环组件的部件二的示意图。

图6是导向四开环示意图。

图7是调节阀主视图。

图中：10、阀芯，11、平衡孔，12、环形槽a，13、弹簧支撑孔 a，14、方槽a，20、石墨环组件，21石墨环a，22支撑环a，23石墨环b，24支撑环b，25弹簧支撑孔c，201石墨环组件部件一，202 石墨环组件部件二，30、弹簧，40、导向环，41、弹簧支撑孔d，42、硬化层，50、下阀芯，51、节流孔，52、环形槽b，53、弹簧支撑孔 b，54、方槽b，60、阀杆，70、笼套，80、阀座，90、垫片，100、阀盖，110、阀体，120、螺柱，130、螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本新型提供的一种适用于高温工况的阀芯组件，包括阀芯10、石墨环组件20、弹簧30、导向环40、下阀芯50。

如图1-图4、图2a、图2b所示，石墨环组件20嵌套于阀芯10 的环形槽a12中，弹簧30支撑着石墨环组件20，使得石墨环组件 20与笼套70内壁相贴合。导向环40嵌套于阀芯10的环形槽a中，弹簧30支撑着导向环40，使得导向环40与笼套70内壁相贴合。

如图3所示，阀芯10具有平衡孔11、环形槽a12、弹簧支撑孔 a13、方槽a14。环形槽a12共计四道，单道环形槽a12的内部均布八个弹簧支撑孔a13，方槽a14位于阀芯10上端导向处，其沿周向均布，数目为八个。阀芯10的上端直径尺寸D1为50毫米到100毫米之间时，方槽a14的尺寸m为6毫米；D1为100毫米到200毫米之间时，方槽a14的尺寸m为10毫米，D1大于200毫米时，方槽 a14的尺寸m为20毫米。

如图4所示，下阀芯50具有节流孔51，环形槽b53，方槽b54。环形槽b53的内部均布八个弹簧支撑孔b53，方槽a54位于下阀芯 50上端导向处，其沿周向均布，数目为八个。下阀芯50的上端直径尺寸D2为50毫米到100毫米之间时，方槽b54的尺寸n为6毫米； D2为100毫米到200毫米之间时，方槽b54的尺寸n为10毫米， D2大于200毫米时，方槽b54的尺寸n为20毫米。

如图5、图5a图5b所示，石墨环组件20由石墨环组件部件一 201和石墨环组件部件一202组成。

如图5a所示，石墨环组件部件一201由石墨环a21、支撑环a22 组成，石墨环a21角度为90°，支撑环a22角度为100°，三个弹簧支撑孔c25均布与支撑环a22内部。

如图5b所示，石墨环组件部件二202由石墨环b23、支撑环b24 组成，石墨环b23角度为90°，支撑环b24角度为90°，一个弹簧支撑孔c25位于支撑环b24内部的中心对称处。

如图6所示，导向环为四开环等分结构，且其内圈具有弹簧支撑孔d，导向环的外周面具有硬化层，硬化层的硬度≥60HRC。

如图7所示，一种调节阀，主要包括阀芯10、石墨环组件20、弹簧30、导向环40、下阀芯50、阀杆60、笼套70、阀座80、垫片 90、阀盖100、阀体110、，螺柱120、螺母130。

本新型的具体工作过程如下：

阀芯10与笼套70呈间隙配合，保证在高温工况下，两者也不会接触。导向环40由弹簧30提供支撑力使得导向环40的外周与笼套 70的内圈呈接触配合，从而起到辅助阀芯10的导向作用。弹簧30 的可压缩特性可以补偿高温工况下导向环40和笼套70的变形量。

下阀芯50与笼套70呈间隙配合，保证在高温工况下，两者也不会接触。导向环40由弹簧30提供支撑力使得导向环40的外周与笼套70的内圈呈接触配合，从而起到辅助下阀芯50的导向作用。弹簧 30的可压缩特性可以补偿高温工况下导向环40和笼套70的变形量。

石墨环组件20与笼套70呈接触配合，弹簧30的可压缩特性可以补偿高温工况下石墨环组件20和笼套70的变形量。

所以在调节阀工作的过程中，导向环40、石墨环组件20与笼套70始终呈现动态接触过程，既起到了导向和密封的作用，又避免了两者高温膨胀卡阻的情况。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本新型进行限制，在新型的精神和权利要求的保护范围内，对本新型作出的任何修改和改变，都落入本新型权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：阀芯(10)，阀芯(10)的截面为倒置的“凸”字型结构，在阀芯(10)内部开有截面为“丫”字型的通孔，其中通孔上部的两个通道连通到阀芯(10)顶面，通孔下部的一个通道延伸到阀芯(10)的底面，在阀芯(10)上半部分设有四个平行的环形槽，在每个环形槽中均设有石墨环整体组件，在阀芯(10)下半部分上套接下阀芯(50)。

2.如权利要求1所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：在下阀芯(50)侧壁上开有环形槽b(52)，在环形槽b(52)内再开弹簧支撑孔b(53)，在环形槽b(52)设置导向环(40)，在弹簧支撑孔b(53)中设置弹簧(30)。

3.如权利要求2所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：所述阀芯(10)上的四个平行环形槽的结构如下，每个平行环形槽的截面均为侧置的“凸”型，其中“凸”型的顶端为弹簧支撑孔a(13)，“凸”型的底端为环形槽a(12)。

4.如权利要求3所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：所述的石墨环整体组件包括石墨环组件(20)，设置在石墨环组件(20)与阀芯(10)之间的弹簧(30)，该弹簧(30)设置在弹簧支撑孔a(13)中，设置在石墨环组件(20)外的导向环(40)，该导向环(40)与石墨环组件(20)共同设置在环形槽a(12)中。

5.如权利要求4所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：在阀芯(10)的顶端设置阀杆(60)，在阀芯(10)上半部分的外围设置笼套(70)，在下阀芯(50)的外围设置阀座(80)，笼套(70)与阀座(80)之间设置垫片(90)。

6.如权利要求5所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：在阀芯(10)的顶端设置方槽a(14)。

7.如权利要求5所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：下阀芯(50)的顶端设置方槽b(54)。

8.如权利要求5所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：在下阀芯(50)上开有节流孔(51)。

9.如权利要求5所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：所述的石墨环组件(20)环形设置的两层结构，外层为石墨环，内层为支撑环。

10.如权利要求9所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：所述的石墨环由多个弧形的石墨环a(21)和石墨环b(23)拼接形成，支撑环由多个弧形的支撑环a(22)和支撑环b(24)拼接形成。

11.如权利要求10所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：每个所述的支撑环a(22)和支撑环b(24)均设有弹簧支撑孔c(25)。

12.如权利要求11所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：每个所述的支撑环a(22)和支撑环b(24)的朝向石墨环的表面均设有凸起，每个所述的石墨环a(21)和石墨环b(23)朝向支撑环的表面均设有凹槽，所述的凸起和凹槽是匹配的。

13.如权利要求11所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：每个所述的支撑环a(22)的圆弧夹角均为100°，每个支撑环b(24)的圆弧夹角均为80°，两个支撑环a(22)和两个支撑环b(24)拼接成一个支撑环。

14.如权利要求11所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：每个所述的石墨环a(21)的圆弧夹角均为90°，每个所述的石墨环b(23)的圆弧夹角均为90°，两个石墨环a(21)和两个石墨环b(23)拼接成一个石墨环。

15.如权利要求4所述的一种适用于高温工况的阀芯组件，其特征在于：所述的导向环(40)由四个形状完全相同的弧形导向环部件拼接而成，在导向环(40)内壁设置若干弹簧支撑孔d(41)，导向环(40)外表面为硬化层(42)。

16.一种适用于高温工况的阀芯，其特征在于：包括阀体(110)，阀体(110)中开有空腔，在阀体(110)上设有阀盖(100)，在阀体(110)中设有权利要求1～15中任意一个权利要求所述的阀芯组件。

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