CN213298843U - 一种热熔盐用针型截止阀 - Google Patents

Abstract

一种热熔盐用针型截止阀，包括阀体、阀芯及阀盖；所述阀体内部设有竖直的阀腔及介质流道；所述阀腔内部下端设有环形阀座，所述阀芯设在所述阀腔内并可与所述环形阀座密封配合；所述阀盖可拆卸连接在所述阀体上端，所述阀盖下端延伸至所述阀腔内并设有一圈与所述阀腔连通的倒U形槽，所述倒U形槽的外缘与所述阀腔内壁密封配合；所述阀盖还与所述阀芯不可转动的滑动配合。本实用新型结构紧凑，便于拆卸维修，并能减小介质流道流阻，不易在阀腔内存留介质，降低损坏的风险，并且能实现良好的密封效果，杜绝内漏和外漏现象的发生，同时经久耐用。

Description

一种热熔盐用针型截止阀

技术领域：

本实用新型涉及阀门技术领域，特别涉及一种热熔盐用针型截止阀。

背景技术：

熔盐作为一种高热容量的传热储热介质，工作温度可高达560℃，在太阳能光热发电中比传统的导热油等介质有着不可比拟的优势。熔盐阀作为光热发电站熔盐储能系统中的关键设备，在整个系统运行的安全性和可靠性方面扮演着至关重要的角色。熔盐管道中常需要通过耐高温、耐腐蚀的熔盐阀进行控制；由于现有熔盐介质在温度低于220℃时，熔盐会变粘稠，流动性变差，甚至出现结晶现象，所以选择流阻低，流通性好的阀门类型才能满足熔盐阀的基本使用要求。现有截止阀、蝶阀是作为切断类熔盐阀的首选形式。在高温和高压的熔盐管道中，由于高温熔盐具有极强氧化性，一般会要求使用非碳的耐高温耐强氧化熔盐专用填料，此类填料基本上依赖进口，为了保证介质不外漏，通常会采用波纹管密封和填料密封的双重密封方式。蝶阀由于阀杆不能采用波纹管密封，存在介质通过填料处泄漏的风险，因此，带波纹管密封的截止阀便成为首选阀型，特别是波纹管密封型Y型截止阀更适合于高温高压熔盐介质的切断首选。但国内阀门生产商相对缺少熔盐阀应用业绩，并且用于其他行业的Y型截止阀普遍存在结构复杂、密封面易磨损、阀门易内漏和外漏、维修难等缺点。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种热熔盐用针型截止阀来改善阀门易漏的问题，并将阀门的结构设计简单化，以降低使用成本。

一种热熔盐用针型截止阀，包括：阀体、阀芯及阀盖；所述阀体内部设有竖直的阀腔及介质流道；所述阀腔内部下端设有环形阀座，所述阀芯设在所述阀腔内并可与所述环形阀座密封配合；所述阀盖可拆卸连接在所述阀体上端，所述阀盖下端延伸至所述阀腔内并设有一圈与所述阀腔连通的倒U形槽，所述倒U形槽的外缘与所述阀腔内壁密封配合；所述阀盖还与所述阀芯不可转动的滑动配合。

优选的，所述介质流道包括介质流入通道和介质流出通道；所述介质流入通道和所述介质流出通道分列在所述阀腔的两侧并分别与所述阀腔连通；其中，所述介质流入通道的轴线和所述介质流出通道的轴线分别与所述阀腔的轴线呈不同的设定夹角；所述设定夹角的大小介于45～50°之间。

优选的，所述环形阀座为硬质合金阀座，所述环形阀座固定焊接在所述阀腔下端内壁上，所述环形阀座圆环内圈的上侧设有可与所述阀芯下端密封配合的密封锥面，所述密封锥面的锥面角度大小介于20～30°之间；所述阀腔内位于所述环形阀座的上方还设有回流锥面，所述回流锥面的锥面角度大小介于60～90°之间。

优选的，所述阀盖通过阀盖锁母固定连接在所述阀体上端，所述阀盖锁母呈倒U形并与所述阀体上端螺旋连接；所述阀盖下端设有一圈限位凸肩，所述阀腔上端内壁设有一圈限位凹槽，所述阀盖下端延伸至所述阀腔内，所述限位凸肩适配位于所述限位凹槽内，所述限位凸肩下端抵压在所述限位凹槽内底部，所述阀盖锁母上端抵压在所述限位凸肩上端，所述阀盖被固定。

优选的，所述倒U形槽位于所述限位凸肩的下方，所述倒U形槽的外缘设为与所述阀腔内壁密封配合的锥面。

优选的，所述阀盖下部设有六方孔，所述阀芯上端设有与所述六方孔相对应的六方形结构；所述阀芯上端还螺旋连接有阀杆，所述阀杆上端竖向延伸出所述阀盖外并可拆卸连接有手轮。

优选的，所述阀盖上部设有与所述阀杆密封配合的填料涵孔，所述填料涵孔通过连通孔与所述六方孔连通，所述连通孔中固定嵌套有推力球轴承，所述推力球轴承套装在所述阀杆上。

优选的，还包括位于所述阀腔内的波纹管，所述波纹管套设在所述阀芯外侧，所述波纹管上端位于所述倒U形槽的内侧并与所述阀盖下端固定连接，所述波纹管下端与所述阀芯靠近下端的位置固定连接。

在上述实施例中，通过设置阀腔和介质流道的轴线角度，使结构更加紧凑，并能减小介质流道的流阻，通过在阀腔内设置回流锥面，这样不论与水平管道连接还是与竖直管道连接，都能使介质快速回流，并不易在阀腔内存留，降低损坏的风险，通过在阀盖下端设置与阀腔连通的倒U形槽，通过介质压力使倒U形槽外缘产生向外的张力，借助此张力能够使阀盖与阀体的阀腔内壁达到良好的密封，从而杜绝内漏和外漏现象的发生，通过采用硬质合金制成的环形阀座和在阀芯上设置的硬质合金环密封配合，能提高对热熔盐介质的抗冲刷和抗腐蚀性能，从而有助于提高使用寿命，并且本实用新型便于拆卸维修，从而降低使用成本。

附图说明：

附图1是本实用新型提供的热熔盐用针型截止阀关闭状态的结构示意图；

附图2是本实用新型提供的阀体的结构示意图；

附图3是本实用新型提供的附图2中a处的局部放大图；

附图4是本实用新型提供的阀芯与阀盖及阀杆相配合的结构示意图；

附图5是本实用新型提供的阀杆与阀盖及手轮相配合的结构示意图；

附图6是本实用新型提供的热熔盐用针型截止阀开启状态的结构示意图。

图中标号：阀体-1 阀芯-2 阀盖-3 阀腔-4 介质流道-5 介质流入通道-51介质流出通道-52 环形阀座-6 倒U形槽-7 密封锥面-8 回流锥面-9 阀盖锁母-10限位凸肩-11 限位凹槽-12 锥面-13 六方孔-14 阀杆-15 手轮-16 填料涵孔-17连通孔-18 推力球轴承-19 波纹管-20 硬质合金环-21 螺钉-22 倒锥形凸肩-23支撑环-24 填料衬垫-25 熔盐专用填料-26 填料压盖-27 碟簧-28 压盖锁母-29。

具体实施方式：

如图1所示，该热熔盐用针型截止阀包括阀体1、阀芯2及阀盖3。

如图2所示，阀体1内部设有竖直的阀腔4及介质流道5，介质流道5 供介质通过，包括介质流入通道51和介质流出通道52，介质流入通道51 和介质流出通道52分列在阀腔4的两侧并分别与阀腔4连通。介质流入通道51的轴线和介质流出通道52的轴线分别与阀腔4的轴线呈不同的设定夹角。所述设定夹角的大小介于45～50°之间，例如46°、47°、48°或 49°均可。

为描述方便，将介质流入通道51的轴线与阀腔4的轴线所呈夹角设为第一夹角，将介质流出通道52的轴线与阀腔4的轴线所呈夹角设为第二夹角。在本实施例中，所述第一夹角的大小大于所述第二夹角的大小，例如，所述第一夹角为49°时，所述第二夹角可设为46°、47°或48°，所述第一夹角和所述第二夹角相差并不大，这样在介质通过介质流道5时流阻相对较小，有助于介质通过。

继续参考图1，阀腔4内部下端设有环形阀座6，阀芯2设在阀腔4内并可与环形阀座6密封配合。环形阀座6呈圆环形，固定焊接在阀腔4下端内壁上。如图3所示，环形阀座6圆环内圈的上侧设有可与阀芯2下端密封配合的密封锥面8，密封锥面8为圆锥面。如图4所示，阀芯2下端具有与密封锥面8密封配合的配合面，所述配合面为圆锥面，所述配合面上套装焊接有硬质合金环21，硬质合金环21外缘也为圆锥面。阀芯2与环形阀座6密封配合实现介质流道5的截流。

在本实施例中，环形阀座6为硬质合金阀座，和硬质合金环21材质相同，硬度均高达HRC50以上，对热熔盐介质具有高耐热性，并且能提高对热熔盐介质的抗冲刷和抗腐蚀性能，从而有助于提高使用寿命。长时间使用后，还可以在环形阀座6的密封锥面8以及硬质合金环21部位通过堆焊、喷焊、镶嵌硬质合金等方式进行强化，从而有助于降低维护成本。密封锥面8的锥面角度大小介于20～30°之间，具体可设为21°、22°、23°或 24°等角度大小，硬质合金环21的锥面角度与密封锥面8的锥面角度相适配，阀门关闭时，硬质合金环21与密封锥面8密封配合，可完全切断介质，达到零泄漏要求。

继续参考图2，在阀腔4内位于环形阀座6的上方还设有回流锥面9，回流锥面9的锥面角度大小介于60～90°之间，例如70°或80°均可。通过在阀腔4内设置回流锥面9，这样一来，不论是在水平管道亦或是在竖直管道上连接使用本针型截止阀时，通过回流锥面9都可以使进入阀腔4的介质快速回流到介质流道5，并且不易在阀腔4内存留介质，从而可以防止热熔盐作为介质时结晶对本针型截止阀造成损坏。

继续参考图1并结合图4，阀盖3可拆卸连接在阀体1上端，阀盖3下端延伸至阀腔4内并设有一圈与阀腔4连通的倒U形槽7，倒U形槽7的外缘与阀腔4内壁密封配合。如图6所示，阀门开启，介质通过介质流道 5进入阀腔4，由于阀盖3下端设置与阀腔4连通的倒U形槽7，介质压力使倒U形槽7外缘产生向外的张力，借助此张力能够使阀盖3与阀体1的阀腔4内壁达到良好的密封，从而杜绝外漏现象的发生。

具体的，阀盖3通过阀盖锁母10固定连接在阀体1上端，阀盖锁母10 呈倒U形并与阀体1上端螺旋连接，实现方式是通过在阀体1上端外壁设置外螺纹、并在阀盖锁母10内壁设置适配的内螺纹来实现阀盖锁母10与阀体1上端螺旋连接。阀盖3下端设有一圈限位凸肩11，阀腔4上端内壁设有一圈限位凹槽12。装配时，使阀盖3下端延伸至阀腔4内，限位凸肩11适配位于限位凹槽12内，然后旋紧阀盖锁母10，使限位凸肩11下端抵压在限位凹槽12内底部，阀盖锁母10上端向内凸进的部位抵压在限位凸肩11上端，这样阀盖3被固定。

在本实施例中，阀盖3下端的倒U形槽7位于限位凸肩11的下方，倒 U形槽7的外缘设为与阀腔4内壁密封配合的锥面13，锥面13为圆锥面，阀腔4内壁于限位凹槽12的底部外缘设置一圈与该锥面13密封配合的配合锥面，该配合锥面也为圆锥面。阀盖3通过阀盖锁母10固定在阀体1上端时，锥面13与上述配合锥面密封配合。进一步设置时，在锥面13及上述配合锥面部位还通过堆焊、喷焊、镶嵌硬质合金等方式进行强化，以提高上述部位的耐热性，有助于提高其密封效果及使用寿命。

此外，阀盖3还与阀芯2不可转动的滑动配合。具体而言，阀盖3下部设有六方孔14，六方孔14设置在阀盖3下部内侧，阀芯2上端设有与六方孔14相对应的六方形结构，阀芯2上的六方形结构与阀盖3内侧的六方孔14形成防转副，保证阀芯2不会相对阀盖3转动，同时该防转结构对阀芯2上下运动起到导向作用。

除此之外，阀芯2上端还螺旋连接有阀杆15，实现方式是通过在阀杆 15下端设置外螺纹、并在阀芯2上端设置适配的内螺纹来实现阀芯2与阀杆15螺旋连接。阀杆15上端竖向延伸出阀盖3外并可拆卸连接有手轮16，手轮16具体为圆形结构，在手轮16底部中间开设盲孔，所述盲孔为四方孔，并在手轮16一侧开设与所述盲孔连通的内螺纹孔，同时在阀杆15上端同轴固定连接适配插入所述盲孔中的连接头，所述连接头为与所述盲孔适配的四方形结构，并在所述连接头一侧设置能与所述内螺纹孔孔位对齐的锁定孔，所述锁定孔也为内螺纹孔，所述连接头插入所述盲孔，所述锁定孔与所述内螺纹孔孔位对齐，然后在所述内螺纹孔中螺旋连接适配的螺钉22，螺钉22旋入的一端与所述锁定孔螺旋连接，手轮16被固定在阀杆 15上端。

继续参考图1并结合图4，本实用新型还包括位于阀腔4内的波纹管 20，波纹管20套设在阀芯2外侧，波纹管20上端位于一圈倒U形槽7的内侧并与阀盖3下端固定连接，波纹管20下端与阀芯2靠近下端的位置固定连接。具体设置时，在阀芯2靠近下端的位置设置一倒锥形凸肩23，波纹管20下端与倒锥形凸肩23上端固定连接。上述提到阀芯2上的六方形结构与阀盖3内侧的六方孔14形成防转副，通过手轮16带动阀杆15及阀芯2转动时，保证阀芯2不会相对阀盖3转动，从而可以防止损坏波纹管 20。

继续参考图1，阀盖3上部设有与阀杆15密封配合的填料涵孔17，填料涵孔17通过连通孔18与六方孔14连通，连通孔18中固定嵌套有推力球轴承19，推力球轴承19套装在阀杆15上，这样避免阀杆15转动时与阀盖3内侧端面造成磨损，避免导致阀杆15弯曲而影响密封效果，同时通过手轮16带动阀杆15转动时，也能确保阀杆15及阀芯2一起转动。通过转动手轮16，带动阀杆15转动，驱动阀芯2做上下直线运动，从而实现启闭阀门。

如图5所示，填料函孔17内自下而上依次设置有支撑环24、填料衬垫 25、熔盐专用填料26、填料压盖27及碟簧28，阀杆15依次贯穿支撑环24、填料衬垫25、熔盐专用填料26、填料压盖27及碟簧28。支撑环24固定连接在填料函孔17内部下端，填料衬垫25及熔盐专用填料26通过填料压盖 27固定在填料函孔17中，填料压盖27通过压盖锁母29锁定在阀盖3上端，压盖锁母29与阀盖3上端螺旋连接，实现方式是通过在阀盖3上端设置外螺纹、并在压盖锁母29内侧设置适配的内螺纹来实现压盖锁母29与阀盖3 上端螺旋连接。装配压盖锁母29前，将碟簧28安装在填料压盖27与压盖锁母29之间，通过碟簧28能在有限的空间内能提供更大的弹性补偿，填料衬垫25及熔盐专用填料26通过填料压盖27与阀盖3螺旋连接压紧在填料函孔17中。填料衬垫25为密封衬垫，熔盐专用填料26为现有技术中的熔盐阀门专用填料，能在阀杆15运动时与其实现密封。

Claims (8)

1.一种热熔盐用针型截止阀，其特征在于，包括：阀体、阀芯及阀盖；所述阀体内部设有竖直的阀腔及介质流道；所述阀腔内部下端设有环形阀座，所述阀芯设在所述阀腔内并可与所述环形阀座密封配合；所述阀盖可拆卸连接在所述阀体上端，所述阀盖下端延伸至所述阀腔内并设有一圈与所述阀腔连通的倒U形槽，所述倒U形槽的外缘与所述阀腔内壁密封配合；所述阀盖还与所述阀芯不可转动的滑动配合。

2.如权利要求1所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，所述介质流道包括介质流入通道和介质流出通道；所述介质流入通道和所述介质流出通道分列在所述阀腔的两侧并分别与所述阀腔连通；其中，所述介质流入通道的轴线和所述介质流出通道的轴线分别与所述阀腔的轴线呈不同的设定夹角；所述设定夹角的大小介于45～50°之间。

3.如权利要求1所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，所述环形阀座为硬质合金阀座，所述环形阀座固定焊接在所述阀腔下端内壁上，所述环形阀座圆环内圈的上侧设有可与所述阀芯下端密封配合的密封锥面，所述密封锥面的锥面角度大小介于20～30°之间；所述阀腔内位于所述环形阀座的上方还设有回流锥面，所述回流锥面的锥面角度大小介于60～90°之间。

4.如权利要求1所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，所述阀盖通过阀盖锁母固定连接在所述阀体上端，所述阀盖锁母呈倒U形并与所述阀体上端螺旋连接；所述阀盖下端设有一圈限位凸肩，所述阀腔上端内壁设有一圈限位凹槽，所述阀盖下端延伸至所述阀腔内，所述限位凸肩适配位于所述限位凹槽内，所述限位凸肩下端抵压在所述限位凹槽内底部，所述阀盖锁母上端抵压在所述限位凸肩上端，所述阀盖被固定。

5.如权利要求4所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，所述倒U形槽位于所述限位凸肩的下方，所述倒U形槽的外缘设为与所述阀腔内壁密封配合的锥面。

6.如权利要求1所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，所述阀盖下部设有六方孔，所述阀芯上端设有与所述六方孔相对应的六方形结构；所述阀芯上端还螺旋连接有阀杆，所述阀杆上端竖向延伸出所述阀盖外并可拆卸连接有手轮。

7.如权利要求6所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，所述阀盖上部设有与所述阀杆密封配合的填料涵孔，所述填料涵孔通过连通孔与所述六方孔连通，所述连通孔中固定嵌套有推力球轴承，所述推力球轴承套装在所述阀杆上。

8.如权利要求1所述的热熔盐用针型截止阀，其特征在于，还包括位于所述阀腔内的波纹管，所述波纹管套设在所述阀芯外侧，所述波纹管上端位于所述倒U形槽的内侧并与所述阀盖下端固定连接，所述波纹管下端与所述阀芯靠近下端的位置固定连接。

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