CN210566503U - 一种液氨制氢系统中的压力控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液氨制氢系统中的压力控制阀，属于浮法玻璃制备技术领域。压力控制阀包括阀体、进口和出口，阀体内设置有控制腔、补偿腔、第一缓冲腔和第二缓冲腔，控制腔内滑动连接有一主阀杆，控制腔与进口相通，主阀杆同时还插设在补偿腔、第一缓冲腔和第二缓冲腔内，辅助阀杆上固定设置有一控制活塞，控制活塞与主阀杆之间连接有处于拉伸状态下的第一拉簧，控制活塞与阀体之间设置有处于拉伸状态下的第二拉簧，第一拉簧的弹性系数大于第二拉簧的弹性系数。本实用新型具有能够补偿压力变化，使出口压力趋于平稳恒定等优点。

Description

一种液氨制氢系统中的压力控制阀

技术领域

本实用新型属于浮法玻璃制备技术领域，涉及一种液氨制氢系统中的压力控制阀。

背景技术

浮法玻璃生产过程中，利用氢气保持锡槽内惰性或弱还原性气氛，维持锡槽内压力，在高温下隔离空气中氧气与锡接触，以免金属锡被氧化。企业一般选用性价比高的制氢装置有电解水制氢装置或氨分解制氢装置获取足量的氢气，本文重点介绍氨分解制氢系统运行时出现的问题及解决方案。

外购液氨由槽车运输至我司，卸入液氨罐中集中储存，由于液氨罐压力远高于氨分解制氢系统氨分解炉的工作压力，所以液氨要经过减压阀减压后再向氨分解炉供气，且要求减压后的氨气压力平稳无波动。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种液氨制氢系统，本实用新型所要解决的技术问题是如何使出口压力保持相对平稳，使得进口压力的变化对其影响较小。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种液氨制氢系统中的压力控制阀，其特征在于，本压力控制阀包括阀体、进口和出口，所述阀体内设置有控制腔、补偿腔、第一缓冲腔和第二缓冲腔，所述控制腔内滑动连接有一主阀杆，所述控制腔与进口相通，所述主阀杆同时还插设在补偿腔、第一缓冲腔和第二缓冲腔内，所述控制腔与补偿腔之间通过溢流孔相通，所述主阀杆上固定设置有能够限制补偿腔和第一缓冲腔之间的互通截面大小的第一挡块，所述主阀杆上固定设置有能够限制第一缓冲腔和第二缓冲腔之间的互通截面大小的第二挡块，所述出口与第二缓冲腔相通，所述阀体上滑动连接有与主阀杆同轴的辅助阀杆，所述辅助阀杆上固定设置有一控制活塞，所述控制活塞与主阀杆之间连接有处于拉伸状态下的第一拉簧，所述控制活塞与阀体之间设置有处于拉伸状态下的第二拉簧，第一拉簧的弹性系数大于第二拉簧的弹性系数；

所述进口压力减小时，受到第一拉簧和第二拉簧的回复力作用，补偿腔和第一缓冲腔之间的互通截面、第一缓冲腔和第二缓冲腔之间的互通截面均减小。

在常压下，即液氨不介入时，在第一拉簧和第二拉簧的作用下，第一挡块和第二挡块均截止各自相应的位置，使出口关闭。

由于液氨储罐内液氨在使用过程中压力逐渐减小，然而氨用分解炉却需要相对稳定的供气压力，通过压力控制阀可以对其进行调节，具体而言，控制活塞两侧受到的压力差会驱使第一拉簧受拉，第二拉簧受压，第一拉簧和第二拉簧的恢复力驱使第一挡块和第二挡块关闭，但是各自腔体内压力差会驱使第一挡块和第二挡块开启，当液氨压力减小时，控制活塞受到的驱使控制活塞拉伸第一拉簧的驱动力也减小，受到拉簧的回复力作用，压簧变短，但是控制活塞会继续保持远离主阀杆的状态，致使主阀杆下移，第一挡块和第二挡块开启各自排液口径的截面增大，或者说开启通流截面需要的压力减小，或者说等同压力下通流截面更大，整个压力控制阀的减压效果削弱，出口压力维持稳定状态。

控制活塞呈远离主阀杆方向运动的趋势，那是由于控制活塞受压截面面积远远大于主阀杆。

设置两个压力控制阀的目的在于，保障供气的稳定可靠性，同时使检修不影响系统的连续运行。

在上述的一种液氨制氢系统中的压力控制阀中，所述控制活塞滑动连接在阀体上，所述主阀杆的一端滑动连接在阀体上，所述主阀杆的另一端滑动连接在控制活塞上。

第一拉簧和第二拉簧作用下的控制活塞，不仅能够使出口在初始状态下处于关闭状态，能够提高缓冲效果，而且能够配合控制活塞，使进口压力的变化呈非线性反比的显示在出口的排出流量上，使液氨压力减小时排出压力基本保持不变。

在上述的一种液氨制氢系统中的压力控制阀中，所述压力控制阀还包括第一压力腔和第二压力腔，所述第一压力腔和第二压力腔之间由一滑套隔开，所述第一压力腔和第二压力腔之间设置有滑动连接在滑套上的补偿阀杆，补偿腔内滑动连接有补偿阀杆，所述补偿阀杆滑动连接在滑套上，所述补偿阀杆上固定设置有位于第一压力腔的制动块，所述进口与第一压力腔之间相通，所述第一压力腔和补偿腔之间通过制动块相隔，且第一压力腔和补偿腔能够通过制动块与补偿腔内壁之间的间隙互通，所述制动块与滑套之间连接有复位弹簧，所述制动块能够抵靠在主阀杆上。

由于液氨罐周期性更换，且较为频繁，在液氨接入压力控制阀的瞬间，由于其压力较大，主阀杆难免出现在该瞬间位置不对应，使出口压力非所需压力的情况，为了避免这一情况使阀体受损、或对氨用分解炉造成不良影响，设置一补偿杆，该补偿杆能够在进口处压力的驱动下瞬间对主阀杆锁止，锁止后补偿腔内压力逐渐增大，驱使制动块脱离主阀杆，使主阀杆调整至适应位置，避免在液氨介入瞬间造成出口压力过大的情况。

复位弹簧在制动块两侧压力差较大时被拉，然而制动块与阀腔内壁之间不是密封的，存在溢流间隙，使制动块两侧的压力能够慢慢恢复正常，再者，补偿腔内液氨压力也会逐渐增大，用于平衡制动块两侧的压力差。

不难看出，进入补偿腔内的液氮分为两个部分，一部分由控制腔进入补偿腔，另一部分由进口进入第一压力腔、然后进入补偿腔，两者的流通方向是相互垂直，使补偿腔进入临近的第一缓冲腔的压力基于平稳，这一环节，是压力骤减幅度较大的环节，压力的平稳非常重要。

在上述的一种液氮制氢系统中，所述第一缓冲腔和第二缓冲腔内分别设置有一个分别调节各自容积大小的调节组件，所述调节组件包括轴套和滑动连接在轴套内的调节杆，所述调节杆上固定设置有一阀片，位于第一缓冲腔内的所述阀片与第一缓冲腔内壁之间具有间隙，位于第二缓冲腔内的所述阀片与第二缓冲腔内壁之间具有间隙，所述调节杆与轴套之间形成一可变腔，两个可变腔和第二压力腔三者互通，所述可变腔和第二压力腔填充有液压油。

降压的因素除了流通截面之外，还有暂存区域的空间大小，也就是说，如果在液氨从补偿腔进入第一缓冲腔、从第一缓冲腔进入第二缓冲腔的过程中，各进入后的腔体容积能够随进口压力的减小而减小，那么也会对液氨压力进行缓冲，对压力变化进行过渡，而且进入后腔体内的压力能够相比同等空间内、同等初始压力情况有所增大，从而防止压力减小造成出口压力发生较大变化。

复位弹簧在压力减小前处于拉伸状态，在压力减小后恢复一定长度，使第一压力腔容积减小，同时第二压力腔容积也减小，使两个调节杆向主阀杆方向移动，使第一缓冲腔和第二缓冲腔空间减小。

在上述的一种液氨制氢系统中的压力控制阀中，所述制动块上具有一与主阀杆周面适配的凹口。

附图说明

图1是本液氨制氢系统的结构示意图。

图2是压力控制阀的原理示意图。

图中，1、液氨储罐；2、氨用分解炉；3、接管；4、支管；5、压力控制阀；51、阀体；52、进口；53、出口；54、控制腔；55、补偿腔；56、第一缓冲腔；57、第二缓冲腔；58、主阀杆；59、辅助阀杆；61、第一挡块；62、第二挡块；63、控制活塞；64、第一拉簧；65、第二拉簧；66、蝶阀；67、第一压力腔；68、第二压力腔；69、补偿阀杆；71、制动块；72、复位弹簧；73、调节杆；74、阀片；75、可变腔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本液氨制氢系统包括液氨储罐1、氨用分解炉2、连接液氨储罐1和氨用分解炉2的接管3，接管3上并联设置有两根支管4，每根支管4上分别设置一压力控制阀5，压力控制阀5包括阀体51、进口52和出口53，阀体51内设置有控制腔54、补偿腔55、第一缓冲腔56和第二缓冲腔57，控制腔54 内滑动连接有一主阀杆58，控制腔54与进口52相通，主阀杆58 同时还插设在补偿腔55、第一缓冲腔56和第二缓冲腔57内，控制腔54与补偿腔55之间通过溢流孔相通，主阀杆58上固定设置有能够限制补偿腔55和第一缓冲腔56之间的互通截面大小的第一挡块61，主阀杆58上固定设置有能够限制第一缓冲腔56和第二缓冲腔57之间的互通截面大小的第二挡块62，出口53与第二缓冲腔57相通，阀体51上滑动连接有与主阀杆58同轴的辅助阀杆59，辅助阀杆59上固定设置有一控制活塞63，控制活塞63 与主阀杆58之间连接有处于拉伸状态下的第一拉簧64，控制活塞63与阀体51之间设置有处于拉伸状态下的第二拉簧65，第一拉簧64的弹性系数大于第二拉簧65的弹性系数；

进口52压力减小时，受到第一拉簧64和第二拉簧65的回复力作用，补偿腔55和第一缓冲腔56之间的互通截面、第一缓冲腔56和第二缓冲腔57之间的互通截面均减小；

每个压力控制阀5的进口52和出口53处分别设置一蝶阀66。

在常压下，即液氨不介入时，在第一拉簧64和第二拉簧65 的作用下，第一挡块61和第二挡块62均截止各自相应的位置，使出口53关闭。

由于液氨储罐1内液氨在使用过程中压力逐渐减小，然而氨用分解炉2却需要相对稳定的供气压力，通过压力控制阀5可以对其进行调节，具体而言，控制活塞63两侧受到的压力差会驱使第一拉簧64受拉，第二拉簧65受压，第一拉簧64和第二拉簧 65的恢复力驱使第一挡块61和第二挡块62关闭，但是各自腔体内压力差会驱使第一挡块61和第二挡块62开启，当液氨压力减小时，控制活塞63受到的驱使控制活塞63拉伸第一拉簧64的驱动力也减小，受到拉簧的回复力作用，压簧变短，但是控制活塞 63会继续保持远离主阀杆58的状态，致使主阀杆58下移，第一挡块61和第二挡块62开启各自排液口径的截面增大，或者说开启通流截面需要的压力减小，或者说等同压力下通流截面更大，整个压力控制阀5的减压效果削弱，出口53压力维持稳定状态。

控制活塞63呈远离主阀杆58方向运动的趋势，那是由于控制活塞63受压截面面积远远大于主阀杆58。

设置两个压力控制阀5的目的在于，保障供气的稳定可靠性，同时使检修不影响系统的连续运行。

控制活塞63滑动连接在阀体51上，主阀杆58的一端滑动连接在阀体51上，主阀杆58的另一端滑动连接在控制活塞63上。第一拉簧64和第二拉簧65作用下的控制活塞63，不仅能够使出口53在初始状态下处于关闭状态，能够提高缓冲效果，而且能够配合控制活塞63，使进口52压力的变化呈非线性反比的显示在出口53的排出流量上，使液氨压力减小时排出压力基本保持不变。

压力控制阀5还包括第一压力腔67和第二压力腔68，第一压力腔67和第二压力腔68之间由一滑套隔开，第一压力腔67 和第二压力腔68之间设置有滑动连接在滑套上的补偿阀杆69，补偿腔55内滑动连接有补偿阀杆69，补偿阀杆69滑动连接在滑套上，补偿阀杆69上固定设置有位于第一压力腔67的制动块71，进口52与第一压力腔67之间相通，第一压力腔67和补偿腔55 之间通过制动块71相隔，且第一压力腔67和补偿腔55能够通过制动块71与补偿腔55内壁之间的间隙互通，制动块71与滑套之间连接有复位弹簧72，制动块71能够抵靠在主阀杆58上。由于液氨罐周期性更换，且较为频繁，在液氨接入压力控制阀5的瞬间，由于其压力较大，主阀杆58难免出现在该瞬间位置不对应，使出口53压力非所需压力的情况，为了避免这一情况使阀体51 受损、或对氨用分解炉2造成不良影响，设置一补偿杆，该补偿杆能够在进口52处压力的驱动下瞬间对主阀杆58锁止，锁止后补偿腔55内压力逐渐增大，驱使制动块71脱离主阀杆58，使主阀杆58调整至适应位置，避免在液氨介入瞬间造成出口53压力过大的情况。

复位弹簧72在制动块71两侧压力差较大时被拉，然而制动块71与阀腔内壁之间不是密封的，存在溢流间隙，使制动块71 两侧的压力能够慢慢恢复正常，再者，补偿腔55内液氨压力也会逐渐增大，用于平衡制动块71两侧的压力差。

不难看出，进入补偿腔55内的液氮分为两个部分，一部分由控制腔54进入补偿腔55，另一部分由进口52进入第一压力腔67、然后进入补偿腔55，两者的流通方向是相互垂直，使补偿腔55 进入临近的第一缓冲腔56的压力基于平稳，这一环节，是压力骤减幅度较大的环节，压力的平稳非常重要。

第一缓冲腔56和第二缓冲腔57内分别设置有一个分别调节各自容积大小的调节组件，调节组件包括轴套和滑动连接在轴套内的调节杆73，调节杆73上固定设置有一阀片74，位于第一缓冲腔56内的阀片74与第一缓冲腔56内壁之间具有间隙，位于第二缓冲腔57内的阀片74与第二缓冲腔57内壁之间具有间隙，调节杆73与轴套之间形成一可变腔75，两个可变腔75和第二压力腔68三者互通，可变腔75和第二压力腔68填充有液压油。

降压的因素除了流通截面之外，还有暂存区域的空间大小，也就是说，如果在液氨从补偿腔55进入第一缓冲腔56、从第一缓冲腔56进入第二缓冲腔57的过程中，各进入后的腔体容积能够随进口52压力的减小而减小，那么也会对液氨压力进行缓冲，对压力变化进行过渡，而且进入后腔体内的压力能够相比同等空间内、同等初始压力情况有所增大，从而防止压力减小造成出口 53压力发生较大变化。

复位弹簧72在压力减小前处于拉伸状态，在压力减小后恢复一定长度，使第一压力腔67容积减小，同时第二压力腔68容积也减小，使两个调节杆73向主阀杆58方向移动，使第一缓冲腔 56和第二缓冲腔57空间减小。

制动块71上具有一与主阀杆58周面适配的凹口。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种液氨制氢系统中的压力控制阀，其特征在于，本压力控制阀(5)包括阀体(51)、进口(52)和出口(53)，所述阀体(51)内设置有控制腔(54)、补偿腔(55)、第一缓冲腔(56)和第二缓冲腔(57)，所述控制腔(54)内滑动连接有一主阀杆(58)，所述控制腔(54)与进口(52)相通，所述主阀杆(58)同时还插设在补偿腔(55)、第一缓冲腔(56)和第二缓冲腔(57)内，所述控制腔(54)与补偿腔(55)之间通过溢流孔相通，所述主阀杆(58)上固定设置有能够限制补偿腔(55)和第一缓冲腔(56)之间的互通截面大小的第一挡块(61)，所述主阀杆(58)上固定设置有能够限制第一缓冲腔(56)和第二缓冲腔(57)之间的互通截面大小的第二挡块(62)，所述出口(53)与第二缓冲腔(57)相通，所述阀体(51)上滑动连接有与主阀杆(58)同轴的辅助阀杆(59)，所述辅助阀杆(59)上固定设置有一控制活塞(63)，所述控制活塞(63)与主阀杆(58)之间连接有处于拉伸状态下的第一拉簧(64)，所述控制活塞(63)与阀体(51)之间设置有处于拉伸状态下的第二拉簧(65)，第一拉簧(64)的弹性系数大于第二拉簧(65)的弹性系数；

所述进口(52)压力减小时，受到第一拉簧(64)和第二拉簧(65)的回复力作用，补偿腔(55)和第一缓冲腔(56)之间的互通截面、第一缓冲腔(56)和第二缓冲腔(57)之间的互通截面均减小。

2.根据权利要求1所述一种液氨制氢系统中的压力控制阀，其特征在于，所述控制活塞(63)滑动连接在阀体(51)上，所述主阀杆(58)的一端滑动连接在阀体(51)上，所述主阀杆(58)的另一端滑动连接在控制活塞(63)上。

3.根据权利要求2所述一种液氨制氢系统中的压力控制阀，其特征在于，所述压力控制阀(5)还包括第一压力腔(67)和第二压力腔(68)，所述第一压力腔(67)和第二压力腔(68)之间由一滑套隔开，所述第一压力腔(67)和第二压力腔(68)之间设置有滑动连接在滑套上的补偿阀杆(69)，补偿腔(55)内滑动连接有补偿阀杆(69)，所述补偿阀杆(69)滑动连接在滑套上，所述补偿阀杆(69)上固定设置有位于第一压力腔(67)的制动块(71)，所述进口(52)与第一压力腔(67)之间相通，所述第一压力腔(67)和补偿腔(55)之间通过制动块(71)相隔，且第一压力腔(67)和补偿腔(55)能够通过制动块(71)与补偿腔(55)内壁之间的间隙互通，所述制动块(71)与滑套之间连接有复位弹簧(72)，所述制动块(71)能够抵靠在主阀杆(58)上。

4.根据权利要求3所述一种液氨制氢系统中的压力控制阀，其特征在于，所述第一缓冲腔(56)和第二缓冲腔(57)内分别设置有一个分别调节各自容积大小的调节组件，所述调节组件包括轴套和滑动连接在轴套内的调节杆(73)，所述调节杆(73)上固定设置有一阀片(74)，位于第一缓冲腔(56)内的所述阀片(74)与第一缓冲腔(56)内壁之间具有间隙，位于第二缓冲腔(57)内的所述阀片(74)与第二缓冲腔(57)内壁之间具有间隙，所述调节杆(73)与轴套之间形成一可变腔(75)，两个可变腔(75)和第二压力腔(68)三者互通，所述可变腔(75)和第二压力腔(68)填充有液压油。

5.根据权利要求3或4所述一种液氨制氢系统中的压力控制阀，其特征在于，所述制动块(71)上具有一与主阀杆(58)周面适配的凹口。

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