CN212804435U - 一种双级核电减压阀 - Google Patents

Abstract

一种双级核电减压阀，阀体内设有第一、第二两级减压单元，每个减压单元设有上、下腔体，一级上腔与二级下腔之间通过中间流道进行连通；每个减压单元设有阀盖、与阀盖配套的活塞缸，与活塞缸配套的导向轴套，阀盖上部设有调节杆，阀盖与活塞缸之间空腔为上腔体，上腔体内设有主弹簧，活塞缸与导向轴套之间设有阀座，阀座与导向轴套之间空腔为下腔体，下腔体设有副弹簧。通过第一减压单元使得高压快速变为中压，经过第二减压单元，使中压迅速变为低压出口，达到宽幅调整压力，满足出口压力需求；通过活塞推力和各级弹簧作用，推动阀杆上下移动，改变活塞缸出口开度，引起流阻变化，削弱进口压力影响，使得各级出口压力恢复到原值，起到稳压作用。

Description

一种双级核电减压阀

技术领域

本实用新型主要涉及减压阀的技术领域，特别涉及一种双级组合式核电减压阀，尤其涉及一种可在超宽压力范围内进行调节的核电减压阀。

背景技术

减压阀在各类流体输送管道系统中，应用较为广泛。该设备能够将上游高压减压至合适的下游低压，以满足生产工艺需求。并利用介质自身的能量，通过压力反馈作用，使出口压力保持稳定。减压阀的选用原则一般是阀后压力控制在阀前压力的0.5倍左右。过高过低的阀后压力，会因压缩弹簧过早损坏或活塞缸口的气蚀破坏，进而缩短减压阀的寿命。

然而目前在核电工程的某些特殊工况领域：进口压力最高值27.58MPa，出口稳定压力0.83MPa，进口压力变化范围27.58～1.38MPa，跨度相差约20倍，出口最大减压比达到约33倍。如此宽范围的压力调节，大大超过了国标GB要求，国内尚无此类阀门的制造厂家。目前该领域的核电工程应用上，一直采用进口减压阀，价格昂贵，且维护不便。

因此，市场上亟须一种具有自主知识产权的产品，以满足国家重点工程关键设备国产化的战略需求的核电减压阀。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种双级核电减压阀，通过设置两级减压单元，可以将高压快速调节至低压工况，使得出口压力稳定，能实现超宽压力范围内的调节。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：一种双级核电减压阀，包括阀体，其特征在于，阀体内设有第一、第二两级减压单元，每个减压单元均设有上、下腔体，阀体的一侧设有进口，另一侧设有出口，进口与第一减压单元的一级下腔相连，出口与第二减压单元的二级上腔相连，一级上腔与二级下腔之间通过中间流道进行连通；每个减压单元均设有阀盖、与阀盖配套的活塞缸，以及与活塞缸配套的导向轴套，阀盖的上部设有调节杆，阀盖与活塞缸之间的空腔为上腔体，上腔体内设有主弹簧，活塞缸与导向轴套之间设有阀座，阀座与导向轴套之间的空腔为下腔体，下腔体设有副弹簧

优选的，阀盖内设有弹簧座、以及与活塞缸配套的活塞，弹簧座与活塞之间设有主弹簧，阀盖的顶部设有供调节杆上、下运动的通孔，调节杆与弹簧座之间设有滚珠。

进一步，活塞的底部连接有阀杆，阀杆穿过阀座延伸至下腔体，副弹簧套设在阀杆上，阀杆与导向轴套之间、导向轴套与阀体之间均设有密封圈；阀杆上设有凸出的锥形平台，用以封堵上、下腔体的连接通道，上腔体通过设置在活塞缸上的锥形空腔与下腔体相连。

更进一步，锥形空腔的一侧设有一横向的侧部流道，侧部流道与中间流道相连通。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的改进方案，阀体内设有第一、第二两级减压单元，每个减压单元均设有上、下腔体，一级上腔与二级下腔之间通过中间流道进行连通，这样通过第一减压单元能够使得高压快速变为中压，同时在经过第二减压单元，使得中压迅速变为低压出口，达到宽幅调整压力，满足出口压力的需求；

2、本实用新型的技术方案中，每个减压单元均设有阀盖、与阀盖配套的活塞缸，以及与活塞缸配套的导向轴套，上腔体内设有主弹簧，下腔体设有副弹簧，通过活塞的推力和各级弹簧的作用，进而推动阀杆上下移动，改变活塞缸出口的开度，引起流阻变化（增大或缩小），削弱进口压力的影响，使得各级的出口压力恢复到原值，起到稳压作用；

3、本实用新型的结构布局合理，效果显著，具有极大的商业价值，便于推广和利用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的原理结构示意图。

图3为本实用新型的减压单元结构示意图。

图4为本实用新型的减压单元局部示意图。

图5为现有技术的结构示意图。

图6为本实用新型中间流道、侧部流道的示意图。

图7为本实用新型一实施例中的结构示意图。

图8为图7中A部的放大结构示意图。

图9为本实用新型又一实施例中的结构示意图。

图10为图9中B部的放大结构示意图。

图中标注如下：

1 阀体 、 2 导向轴套、 3第一O型密封圈、 4第二 O型密封圈、 5副弹簧、6 阀杆、7第三 O型密封圈 、 8第四 O型密封圈 、 9 阀座、 10第五 O型密封圈；11 活塞缸、12第六O型密封圈、 13活塞、 14主弹簧、 15弹簧座 、16 阀盖、17 保护套、18 滚珠 、 19 调节杆；

21第一减压单元、22第二减压单元、23一级上腔、24一级下腔、25二级上腔、26二级下腔、27中间流道、28侧部流道；

31横孔、32竖孔、33销轴、34防转销。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本实用新型的范围。

如图1所示，一种双级核电减压阀，包括阀体1，其与现有技术的区别在于， 阀体内设有第一、第二两级减压单元，每个减压单元均设有上、下腔体，阀体的一侧设有进口，另一侧设有出口，进口与第一减压单元21的一级下腔24相连，出口与第二减压单元22的二级上腔25相连，一级上腔与二级下腔之间通过中间流道27进行连通；每个减压单元均设有阀盖16、与阀盖配套的活塞缸11，以及与活塞缸配套的导向轴套2，阀盖的上部设有调节杆19，阀盖与活塞缸之间的空腔为上腔体，上腔体内设有主弹簧14，活塞缸与导向轴套之间设有阀座9，阀座与导向轴套之间的空腔为下腔体，下腔体设有副弹簧5。

具体来说，本减压阀为复合式结构，分一二两级减压单元。初始时，一二级减压单元上方的调节杆位于最上方，使得各级的主弹簧处于自由状态。在进口压力P1及各级减压单元下方的副弹簧作用下阀杆的锥形密封面关闭。压力调节时，旋转一二级的调节杆，压缩主弹簧，推动活塞缸下移，顶开阀杆6，进而打开锥形密封面。如图2所示，进口高压介质P1流经一级下腔，经锥形口，进入一级上腔，减压为P12中间压力。该压力经过中间流道，进入二级下腔，通过二级阀门的开口锥面，进入二级上腔，减压至P2，然后流出阀门进入下游管道。根据出口压力的需求，合理调节一二级减压阀主弹簧的弹力，进而控制阀座口的开度，从而到达工况需求的压力。

实施例1

阀体内设有第一、第二两级减压单元，每个减压单元均设有上、下腔体，阀体的一侧设有进口，另一侧设有出口，进口与第一减压单元的一级下腔相连，出口与第二减压单元的二级上腔相连，一级上腔与二级下腔之间通过中间流道进行连通；每个减压单元均设有阀盖、与阀盖配套的活塞缸，以及与活塞缸配套的导向轴套，阀盖的上部设有调节杆，阀盖与活塞缸之间的空腔为上腔体，上腔体内设有主弹簧，活塞缸与导向轴套之间设有阀座，阀座与导向轴套之间的空腔为下腔体，下腔体设有副弹簧。

进一步，阀盖内设有弹簧座、以及与活塞缸配套的活塞，弹簧座与活塞之间设有主弹簧，阀盖的顶部设有供调节杆上、下运动的通孔，调节杆与弹簧座之间设有滚珠18，调节杆下端、弹簧座上端均设有供滚珠放置的V型凹槽。

实施时，由一级减压单元快速将高压粗调至中间压力值，然后二级减压单元将中间压力最终稳定在系统所要求的出口设定的压力值。由于一级减压单元采用高刚度弹簧，能够快速响应进口的高压P1，通过活塞腔的推力与弹簧弹力对比，将高压调节至中间压力值。二级减压单元采用高精度低刚度弹簧，大活塞腔结构，能够快速响应低压力工况，将出口压力稳定在设定值。

当进口压力P1变化时，其变化值通过流道传递到一二级的活塞腔，改变（增大或缩小）活塞底部的推力，其作用力与各级的主弹簧压力比较，进而推动阀杆上下移动，改变阀座出口的开度，引起流阻变化（增大或缩小），削弱进口压力的影响，使得各级的出口压力恢复到原值，起到稳压作用。

实施例2

阀体内设有第一、第二两级减压单元21、22，每个减压单元均设有上、下腔体，一级上腔23与二级下腔26之间通过中间流道进行连通，这样通过第一减压单元能够使得高压快速变为中压，同时在经过第二减压单元，使得中压迅速变为低压出口，达到宽幅调整压力，满足出口压力的需求。

进一步，活塞的底部连接有阀杆，阀杆穿过阀座延伸至下腔体，副弹簧套设在阀杆上，阀杆与导向轴套之间、导向轴套与阀体之间均设有密封圈；阀杆上设有凸出的锥形平台，用以封堵上、下腔体的连接通道，上腔体通过设置在活塞缸上的锥形空腔与下腔体相连。

锥形空腔的一侧设有一横向的侧部流道，侧部流道与中间流道相连通。阀杆的上部设置有横孔31，阀杆的下部设置有若干个依次排列的纵孔32。由于该结构在阀杆轴向设置横孔和竖孔，使阀杆下部与出口连通如图4、图5。开启时，阀杆受力F=P1*(S1-S2) 由于S1≈S2，此时F近似为零，活塞能轻快推开阀杆锥形面开口，打开阀座流道。在传统结构中，开启时，阀杆受力 F=P1*S1 , 此时阀杆收到进口压力的推力，活塞必须克服此推力才能打开阀座流道口。当P1处于高压时，需要主弹簧提供大变形，大推力才能打开阀门，这大大增加了弹簧的负载，影响了运动精度，使得调压过程变得困难，故本实施结构具有一定的先进性。

实施例3

本产品涉及一种高压差核电减压阀，阀体上设有两级减压阀单元，分别为第一级减压阀单元和第二级减压阀单元。一级减压单元采用高刚度弹簧，快速将高压粗调至中间压力值。二级减压单元采用高精度低刚度弹簧，能够快速响应压力变化，并作出反馈，将出口压力稳定在设定值。

进一步，本产品一二级减压单元分别做成整体结构如图3。弹簧、阀杆、阀座、活塞缸，内置与减压单元体腔内，由导向轴套通过螺纹连接成一个整体减压单元。该结构可以线下组装成单元整体，经过测试合格后，再整体装入阀体。当需要拆卸时，可通过拉拔螺栓将减压单元整体提吊，分离与阀体。该结构线下组装，线下测试，安装精度高，可以充分保证减压阀单元的完好性和可靠性。同时，整体式结构，更便于管线更换和维护。特别是本案例工况安装空间小，可视性差，更适合于减压部件单元化操作。

进一步，阀盖的外部设有保护套17，同时本减压阀通过优化设计，设计成无底盖结构，阀门零部件统一从上口装入，减少了常规减压阀下端的阀盖泄漏。出口与第二减压单元的二级上腔通过侧部流道相连，侧部流道和中间流道与水平度面形成夹角，夹角的范围为40-70度。具体来说，参见图6，大角度斜置流道孔通过三维造型模拟，使得中间流道27、侧部流道28的加工空间包络于阀体上已有的较大的成形孔（φD1 φD2）的空间内。通过加长钻头，可以钻削阀体内的斜长的流道孔。避免了在阀体侧面留下加工工艺孔，增加泄漏率点，以及避免了工艺孔对阀体强度的削弱。

进一步，为了增强减压阀的出口压力的静压稳定性，本结构减压阀衍生出如下两种结构。一种结构是阀杆与活塞通过销轴联接固定，销轴33经活塞缸侧面孔插入，具体参见图7、图8。一种是 阀杆头部装入压套和密封圈后，与活塞通过螺纹固定，螺纹连接部位插入防转销34，安装方式竖直固定。该两种结构由于活塞腔的压力反馈力量加强，使得静压密封效果较好，具体参见图9、图10。

应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型，且以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双级核电减压阀，包括阀体，其特征在于，阀体内设有第一、第二两级减压单元，每个减压单元均设有上、下腔体，阀体的一侧设有进口，另一侧设有出口，进口与第一减压单元的一级下腔相连，出口与第二减压单元的二级上腔相连，一级上腔与二级下腔之间通过中间流道进行连通；每个减压单元均设有阀盖、与阀盖配套的活塞缸，以及与活塞缸配套的导向轴套，阀盖的上部设有调节杆，阀盖与活塞缸之间的空腔为上腔体，上腔体内设有主弹簧，活塞缸与导向轴套之间设有阀座，阀座与导向轴套之间的空腔为下腔体，下腔体设有副弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，阀盖内设有弹簧座、以及与活塞缸配套的活塞，弹簧座与活塞之间设有主弹簧，阀盖的顶部设有供调节杆上、下运动的通孔，调节杆与弹簧座之间设有滚珠。

3.根据权利要求1所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，活塞的底部连接有阀杆，阀杆穿过阀座延伸至下腔体，副弹簧套设在阀杆上，阀杆与导向轴套之间、导向轴套与阀体之间均设有密封圈；阀杆上设有凸出的锥形平台，用以封堵上、下腔体的连接通道，上腔体通过设置在活塞缸上的锥形空腔与下腔体相连。

4.根据权利要求3所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，锥形空腔的一侧设有一横向的侧部流道，侧部流道与中间流道相连通。

5.根据权利要求3所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，阀杆的上部设置有横孔，阀杆的下部设置有纵孔。

6.根据权利要求1所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，阀盖的外部设有保护套。

7.根据权利要求1所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，中间流道与水平度面形成夹角，夹角的范围为40-70度。

8.根据权利要求2所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，第一减压单元的主弹簧采用高刚度弹簧制成，第二减压单元的主弹簧采用低刚度弹簧制成。

9.根据权利要求3所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，活塞与阀杆之间通过销轴固定连接。

10.根据权利要求3所述的一种双级核电减压阀，其特征在于，活塞与阀杆之间通过内、外螺纹固定连接，螺纹连接部插设有防转销。

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