CN212616487U - 可调式蒸汽喷射三通阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可调式蒸汽喷射三通阀，属于阀门领域，包括阀体、高压蒸汽室、低压蒸汽室、阀座，压盖、阀杆和连接于阀杆底部的阀芯，高压蒸汽室与低压蒸汽室连通，阀座装设于连通处且与介质通道正对，阀芯可活动伸入阀座通道中的部分为锥形夹角为15～25°的锥形体。阀杆的顶端通过密封装置伸出压盖和高压蒸汽室的壳体外与一气动执行器连接；介质通道上设有压力传感器反馈压力给气动执行器的控制器。本实用新型通过压力传感器测量压力变化，气动执行机构带动阀芯伸入阀座通道中的长度，无级、微量地调节阀座出口的有效流通截面积，从而精确控制高压驱动蒸汽的通过量，达到稳定混合蒸汽压力的目的，其结构简单、装配方便。

Description

可调式蒸汽喷射三通阀

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，特别涉及一种可调式蒸汽喷射三通阀。

背景技术

国内生产中应用的蒸汽喷射式三通阀，对于三通阀出口的混合蒸汽压力有特定需求，当高压蒸汽、低压蒸汽或者出口背压有波动的时候，目前的三通阀出口的蒸汽压力就无法达到要求，需要设计不同直径的喷射出口阀座的蒸汽喷射式三通阀，来满足三通阀出口的蒸汽压力要求。这样就导致由于工况的改变而不得不使用新的、特定参数的三通阀，带来使用不便，可调节性能差。因此，开发高性能的可自动控制驱动蒸汽阀座出口有效流通截面积进而实现出口压力稳定的蒸汽喷射三通阀显得尤为重要。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种阀座大小可调的蒸汽喷射三通阀，解决现有技术阀座无法根据背压波动相应调节阀座大小，保持出口处的蒸汽压力的稳定，使用方便、提高转换效率。

为实现上述目的，本实用新型提供可调式蒸汽喷射三通阀包括阀体、高压蒸汽室、高压蒸汽进口、低压蒸汽室、低压蒸汽进气口、阀座，压盖、阀杆和连接于阀杆底部的阀芯，阀座的中心设有直筒形的阀座通道，高压蒸汽室与低压蒸汽室连通且连通处与阀体上的介质通道同轴设置，介质通道沿阀体长度方向设置、并设有入口和出口，阀座装设于所述连通处且阀座通道的出口与介质通道的入口正对，阀芯可活动伸入阀座通道中，所述阀芯伸入阀座通道中的部分为锥形体；所述锥形体的横截面的锥形夹角为15～25°且所述锥形体的锥底直径与阀座通道的孔径相适应；阀杆的顶端通过密封装置伸出压盖和高压蒸汽室的壳体外与一气动执行器连接；所述介质通道上设有压力传感器，所述压力传感器与所述气动执行器的控制器电连接。

通过上述技术方案，本实用新型实现了根据最终排放气体的压力变动实时调整阀座的阀座通道的入口的大小，依次控制阀座喷射出的高压蒸汽的流量，最终保持对排放气体的压力平衡。

在上述结构中，将锥形体的夹角控制在15～25°的范围内，有利于提高流量控制的精确性，在上述压力传感器、气动执行器以及阀芯所形成的对介质通道的出口处的压力闭环控制过程而言，流量控制的精确度越高，引射系数的改变幅度越小，进而有利于实现微调性的无级调量，使得高压驱动蒸汽和低压蒸汽的混合比逐渐地、微量地发生变化，使最终排出的混合蒸汽的压力值趋于稳定。当然，同时还需保证蒸汽流量不至于太低(例如降低至20％)，而影响工作效率。

为提高工作效率，为本实用新型进一步设置如下：所述介质通道包括有收缩段、直筒段和扩压段依次连接组成。通过上述结构，混合后的蒸汽可快速、压力无损地通过介质通道排出。

为提高排出效率、降低介质通道对混合蒸汽的压力的影响，本实用新型进一步设置如下：收缩段、直筒段的比例接近于1：1，收缩段与扩压段的比例为 1:3～1:5。

为便于连接，本实用新型进一步设置如下：所述阀座的外侧壁依次设有径向凸出的卡挡、螺纹段和尺寸逐渐收缩的锥筒，所述卡挡同导向部之间设有一内凹的浅凹槽，浅凹槽中嵌设有密封圈。上述结构通过在螺纹段与卡挡的连接处设置第一密封圈，一则巧妙利用该处本身具有一定内凹的结构，减少其他位置上的开孔、开槽结构，从而简化结构、便于加工，二则其利用了卡挡的下挡边，将下档边也作为第一密封圈装配后形成的密封结构的一部分，提高该密封圈的密封效果，避免高压蒸汽从该处泄漏至低压蒸汽室中。

为便于装配和保持阀门内部气压的平衡以及结构的稳定性，本实用新型进一步设置如下：阀杆与高压蒸汽室之间夹设有一阀套，阀套的内侧壁与阀芯的上部的尺寸相适应，阀套、阀芯的上表面与压盖之间形成有背压腔，阀套上开设有进气通道使高压蒸汽室与背压腔连通。

为防止高压蒸汽可通过阀芯与背压腔连通，影响阀杆、阀芯正常工作，本实用新型进一步设置如下：所述阀芯的上部与阀套的侧壁之间设有活塞密封。

本实用新型进一步设置如下：所述高压蒸汽室中与高压蒸汽口相对的一侧背向延伸，形成高压挺肚腔。高压挺肚腔一则可以增加高压蒸汽室的容积，以便于实际使用，另一方面，其可以使高压蒸汽室与低压蒸汽室连通处的周围充满等量、均匀的高压蒸汽，使高压蒸汽室通过阀座排出的高压蒸汽均匀且流量一致，从而确保高压蒸汽在经过阀座喷出后，可与低压蒸汽室中的低压蒸汽充分混合。

本实用新型进一步设置如下：所述低压蒸汽室中与低压蒸汽口相对的一侧背向延伸，形成低压挺肚腔。低压挺肚腔的作用与高压挺肚腔的作用基本相同。

为实现0％的开度，本实用新型进一步设置如下：所述锥形体上设有与阀座接触的第一接触面，阀座的阀座通道的入口处设有相应的第二接触面，所述第一接触面、第二接触面均设置为45°的斜面。通过第一接触面与第二接触面的配合，可以截断高温蒸汽室与低温蒸汽室之间的连通关系，以满足实际使用需求，并有利于提高阀门的使用安全。

本实用新型进一步设置如下：所述阀套安装于高压蒸汽室顶部的开口上，其包括第一凸缘和第二凸缘，第一凸缘凸设于阀套本体的侧壁的顶部边缘上、其底面同高压蒸汽室顶部之间配合设有第二密封圈，第二凸缘凸设于第一凸缘的顶部边缘上、其上表面与压盖的底面之间设有第三密封圈配合密封。

上述密封结构一方面使阀套与高压蒸汽室之间、阀套与压盖之间相互密封且与外界环境完全隔离，确保背压腔的密封性和结构稳定性。另一方面，使阀套于与高压蒸汽室、压盖进行密封，大大地便利了上述结构的装配，同时也相应简化了压盖、高压蒸汽室上的加工步骤、有利于提高加工效率、降低生产成本。

为便于装配并提高第三密封圈的密封性能，本实用新型进一步设置如下：所述压盖的底面设有与阀套的第二凸缘的外径相适应内凹槽与阀体的第二凸缘配合。

为便于高压蒸汽直接从介质通道中喷入，本实用新型进一步设置如下：所述介质通道的入口处包括一下斜面和连接下斜面与介质通道侧壁的弧形面，下斜面的倾斜角度为5～8°。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过压力传感器测量介质通道出口混合蒸汽压力的变化情况，通过A/D转换模块传递给气动执行机构，从而带动阀门阀杆沿轴向移动，通过阀门上的锥形体来无级、微量地调节阀座出口的有效流通截面积，从而精确控制高压驱动蒸汽的通过量，达到稳定混合蒸汽压力的目的。本实用新型结构简单、装配方便，整体密封效果良好，适于实际使用。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例的阀芯-阀座结构示意图；

图3为图1中的局部放大示意图；

附图标记：1—气动执行器，2—压盖，3—阀套，4—高压蒸汽室，5—阀芯，6 —阀座，7—低压蒸汽室，8—阀体，9—阀杆，301—进气通道，303—第一凸缘， 304—第二凸缘，305—第二间隙，303a—底面，304a—上表面，401—高压挺肚腔，501—锥形面，601—锥筒，602—浅凹槽，801—下斜面，802—弧形面，810 —直筒段，820—扩压段。

具体实施方式

实施例1结合图1与图2所示，本实施例提供一种可调式蒸汽喷射三通阀包括阀体8、高压蒸汽室、高压蒸汽进口、低压蒸汽室7、低压蒸汽进气口、阀座 6，高压蒸汽室4与低压蒸汽室7一上、一下且相互连通，高压蒸汽室4位于上方且其一端设有高压蒸汽进口、另一端与高压蒸汽进口相对并背向延伸、越过连通处至低压蒸汽室7的上方形成高压挺肚腔401。低压蒸汽室7位于下方且其一端设有低压蒸汽闹、另一端与低压蒸汽进口相对并背向延伸、越过连通处至高压蒸汽室4的下方形成低压挺肚腔。高压挺肚腔401、低压挺肚腔均可以增加高压蒸汽室4的容积，还可使阀座6的入口、出口周围充满等量、均匀的高压蒸汽，使高压蒸汽室4与低压蒸汽得以充分均匀混合。

阀体8的中心设有介质通道，介质通道与高温蒸汽室同低温蒸汽室的连通处位于同一直线上。介质通道包括有收缩段、直筒段810和扩压段820依次连接组成。收缩段、直筒段810的比例接近于1：1，收缩段与扩压段820的比例为1:3～1:5。混合后的蒸汽可快速、压力无损地通过介质通道排出。为便于接纳介质流入其内部，介质通道的入口处包括一下斜面801和连接下斜面801与介质通道侧壁的弧形面802，下斜面801的倾斜角度为5～8°。

高温蒸汽室的顶部设有上开口，开口处装配有阀套3，阀套3中可上下活动设有一由阀芯5、阀杆9组合形成的活动组件。阀芯5连接于阀杆9的底部，阀芯5的大小与阀套3的大小相适应并于阀套3中上、下滑动，阀芯5的上部与阀套3的侧壁之间最好以活塞密封，防止蒸汽通过该处泄漏。阀杆9的顶部穿出于高温蒸汽室的上开口。高温蒸汽室的上开口上封闭有一压盖2，阀套3、阀芯5 的上表面与压盖2之间形成有背压腔，阀套3上开设有进气通道301使高压蒸汽室4与背压腔连通。阀杆9的顶端通过密封装置伸出压盖2和高压蒸汽室的壳体外与一气动执行器1连接，同时在介质通道上设有压力传感器，压力传感器与所述气动执行器1的控制器电连接。

在一种实施方式中，阀套3的阀套3本体的侧壁的顶部边缘上凸设有第一凸缘303、第一凸缘303底面303a同高压蒸汽室4顶部之间配合设有第二密封圈。第一凸缘303的顶部边缘上凸设有第二凸缘304，第二凸缘304的上表面304a 与压盖2的底面之间设有第三密封圈配合密封。压盖2的底面设有与阀套3的第二凸缘304的外径相适应内凹槽与阀体8的第二凸缘304配合。

阀座6装设于连通处，阀座6的中心设有阀座通道且阀座通道与介质通道同轴设置。阀座通道为直筒形的通道，其孔径大小一致。阀座6的外侧壁依次设有径向凸出的卡挡、螺纹段和尺寸逐渐收缩的锥筒601，卡挡同导向部之间设有一内凹的浅凹槽602，浅凹槽602中嵌设有第一密封圈。

阀座6装配后，阀座通道的出口与介质通道的入口正对，阀芯5在气动执行其的驱动下可活动伸入阀座通道中活退出阀座通道，阀芯5伸入阀座通道中与阀座通道的内侧壁第二间隙305配合的部分为锥形体。锥形体的横截面的锥形夹角为15～25°，图2中所示为20°，且锥形体的锥底直径与阀座通道的孔径相适应，以实现0％开启，阀杆9的行程以带动阀芯5完全离开阀座6的阀座通道的范围为宜，以实现100％的开启，结合特殊角度的锥形夹角，本实施例可实现无级、精确调整阀座6的流量。

为确保0％的开度，需加强控制锥形体与阀座6之间的密封性能，锥形体上设有与阀座6接触的第一接触面，阀座6的阀座通道的入口处设有相应的第二接触面，所述第一接触面、第二接触面均设置为45°的斜面。通过第一接触面与第二接触面的配合，可以截断高温蒸汽室与低温蒸汽室之间的连通。第一接触面与第二接触面中的任一者最好设置有密封圈，用于提高密封性能。

本实施例使用过程如下：压力传感器将检测到的压力数据反馈至控制器中，控制器根据压力波动情况决定是增加阀座6或减少阀座6的开度。

Claims (10)

1.可调式蒸汽喷射三通阀，包括阀体、高压蒸汽室、高压蒸汽进口、低压蒸汽室、低压蒸汽进气口、阀座，压盖、阀杆和连接于阀杆底部的阀芯，阀座的中心设有直筒形的阀座通道，高压蒸汽室与低压蒸汽室连通且连通处与阀体上的介质通道同轴设置，介质通道沿阀体长度方向设置、并设有入口和出口，阀座装设于所述连通处且阀座通道的出口与介质通道的入口正对，其特征在于：阀芯可活动伸入阀座通道中，所述阀芯伸入阀座通道中的部分为锥形体；所述锥形体的横截面的锥形夹角为15～25°且所述锥形体的锥底直径与阀座通道的孔径相适应；阀杆的顶端通过密封装置伸出压盖和高压蒸汽室的壳体外与一气动执行器连接；所述介质通道上设有压力传感器，所述压力传感器与所述气动执行器的控制器电连接。

2.如权利要求1所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述介质通道包括有收缩段、直筒段和扩压段依次连接组成。

3.如权利要求2所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：收缩段、直筒段的比例接近于1：1，收缩段与扩压段的比例为1:3～1:5。

4.如权利要求1-3任一所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述阀座的外侧壁依次设有径向凸出的卡挡、螺纹段和尺寸逐渐收缩的锥筒，所述卡挡同导向部之间设有一内凹的浅凹槽，浅凹槽中嵌设有密封圈。

5.如权利要求4所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：阀杆与高压蒸汽室之间夹设有一阀套，阀套的内侧壁与阀芯的上部的尺寸相适应，阀套、阀芯的上表面与压盖之间形成有背压腔，阀套上开设有进气通道使高压蒸汽室与背压腔连通；所述阀芯的上部与阀套的侧壁之间设有活塞密封。

6.如权利要求1或5所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述高压蒸汽室中与高压蒸汽口相对的一侧背向延伸，形成高压挺肚腔，和/或所述低压蒸汽室中与低压蒸汽口相对的一侧背向延伸，形成低压挺肚腔。

7.如权利要求6所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述锥形体上设有与阀座接触的第一接触面，阀座的阀座通道的入口处设有相应的第二接触面，所述第一接触面、第二接触面均设置为45°的斜面。

8.如权利要求5所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述阀套安装于高压蒸汽室顶部的开口上，其包括第一凸缘和第二凸缘，第一凸缘凸设于阀套本体的侧壁的顶部边缘上、其底面同高压蒸汽室顶部之间配合设有第二密封圈，第二凸缘凸设于第一凸缘的顶部边缘上、其上表面与压盖的底面之间设有第三密封圈配合密封。

9.如权利要求8所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述压盖的底面设有与阀套的第二凸缘的外径相适应内凹槽与阀体的第二凸缘配合。

10.如权利要求1或9所述的可调式蒸汽喷射三通阀，其特征在于：所述介质通道的入口处包括一下斜面和连接下斜面与介质通道侧壁的弧形面，下斜面的倾斜角度为5～8°。

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