CN2193470Y

CN2193470Y - 压力平衡式流量调节阀

Info

Publication number: CN2193470Y
Application number: CN 94213000
Authority: CN
Inventors: 郑炜; 阎祥安; 曹玉平; 冯洪江; 刘继元; 鲁宝香
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2004-05-20

Abstract

本实用新型属流体传输与管网控制系统的流量调节元件。它是由阀体、阀座、手柄、阀芯组件，平衡活塞组件等组成。平衡活塞上有压力平衡孔。阀芯组件中含有阀芯、衬套、防转芯、防转销、压盖和阀杆。阀芯上有通液孔和防转槽，阀座、阀芯平衡活塞等密封面和运动件表面喷涂或化学镀有保护层，该阀操作灵活，寿命长，密封可靠，压力高，可应用于在石油、化工等行业。

Description

本实用新型所称的压力平衡式流量调节阀，涉及一种流体传输与管网控制系统的流量调节元件，特别适用于大流量输送管网系统。

目前在石油、化工等输液管网系统中所使用的流量调节阀，常因密封件损坏，或因传输介质的腐蚀作用，而使阀座、阀芯锥面锈蚀损坏，造成阀门关闭不严，寿命缩短。由于这类阀是压力非平衡式，所以在开启和关闭时，操作力大，特别是在压力较高，流量大的管网系统中，使用这类阀门的缺点就更为明显。

为克服目前节流阀的上述缺点，本实用新型提出一种压力平衡式流量调节阀，在阀芯中装设防转芯，且阀座、阀芯接触面上喷涂防腐蚀保护层，以提高阀的防蚀能力，增加寿命，在阀的下端增设平衡活塞，以减小操作力，提高操作可靠性。

压力平衡式流量调节阀是由阀体、阀座、阀芯组件、平衡活塞组件、阀盖、轴承、手柄等组成的。阀芯组件是由衬套、阀芯、防转芯、阀杆、压盖、导向销轴和防转销组成。阀芯是由碳钢或合金钢制成，其上部为圆柱体，下部为双锥体，半锥角α＝8°～20°，β＝20°～40°，阀芯体的中心线上有一大圆孔和一直径为φ2～φ8mm的小孔a，阀芯上的大圆孔的内圆柱面上开有两条轴向对称的防转销槽，阀芯的大端面为平面，在该面上均布四个螺孔，和一直径为φ5～φ10mm的导向销轴孔。

防转芯是由碳钢或低合金钢制成的，其外圆柱面与阀芯上的大圆孔相配合，外圆柱面上有两条对称的轴向沟槽，防转芯的顶部有一条与轴向沟槽相通的浅槽，防转芯上有一径向销孔。

压盖是由青铜或不易锈蚀的材料制成的法兰体，大端直径较阀芯外径小1～2mm，大端面上有四个螺钉沉孔、一个导向销轴孔，各孔的位置与阀芯上端面的孔相对应，小端直径与阀芯上的大圆孔相配合。

阀杆是用合金钢制成的一端带有梯形螺纹的螺杆，其余为光滑杆件，光杆的尾部有一径向销孔。

衬套是合金钢制成的管状件，其外径与阀体上的孔相配合，其内径与阀芯外径相配合。

导向销轴是用碳钢制成的一端带有螺纹，另一端为光滑杆件。

阀座是用碳钢或合金钢制成的管状件，口部有一10°－20°的锥角，阀座的外径与阀体相配合，锥口部与阀芯锥面相配合。阀座与阀芯锥面相接触部分，都喷涂厚度为0.2－3mm的陶瓷、镍，或镀有镍磷合金的保护层。

平衡活塞组件是由平衡活塞、活塞套构成，平衡活塞是由合金钢或碳钢制成的，其中心线上有一通孔c，杆部有一径向孔d，两孔相通，活塞表面镀有厚度为0.05～0.5mm的镍磷合金保护层，活塞端圆柱面上有1～3条密封的沟槽，活塞与下盖上的孔相配合，活塞杆与活塞套相配合，活塞套是由合金钢或碳钢制成，内孔镀有厚度为0.1－0.4mm的镍磷保护层，活塞套的外圆柱面上有2～4个安装密封的沟槽。

阀体为一铸钢件，上面有与阀盖、阀套、阀座和压力平衡活塞套相配合的同心圆孔。上端面为平面与阀上盖相配合连接，下端面为平面与下盖相配合连接，阀体上有一个一端与平衡活塞的有杆腔相通、一端与流体出口相通的小孔b，孔径φ2～6mm。

下盖为碳钢件，端面为平面与阀体相连接，有一圆孔与平衡活塞相配合。

用防转销将防转芯和阀杆联接，防转销的两端插入阀芯内两条对称的防转槽中，防止防转芯转动。阀杆的螺纹部分通过螺母、平键与手柄联接。为使手柄转动灵活，阀盖与螺母之间装有推力轴承。

导向销轴的螺纹端拧入阀盖的螺孔，光滑杆部分通过压盖的过孔插入阀芯的销轴孔，阀芯可沿导向销轴移动，同时也防止防转芯转动。

压力平衡式流量调节阀工作原理如下（见附图1）：

在阀关闭时，阀芯上、下端通过孔a相通，压力为阀进口压力。平衡活塞无杆腔通过孔c、d也为阀进口压力。阀芯上端、下端和平衡活塞上三者总的流体压力是平衡的，阀芯与阀座在阀杆螺纹关闭力作用下密封闭合，切断液流。阀芯与阀套之间平衡活塞组件与下盖之间均有密封圈密封。当旋转手柄，阀杆带着防转芯向上移动，阀芯在防转芯作用下亦向上移动。此时平衡活塞在无杆腔阀进口压力作用下也推着阀芯跟着上移，故开启阀门的力很小。当阀口开口量大于2～12mm时，平衡活塞与阀芯脱开。阀口打开一定开口量，则对应一定的调节流量。当使阀芯关闭时，向下旋转手柄，防转芯带着阀芯下移使阀口关小，从而调小流量。当阀芯下移距阀座2～12mm时，阀芯与平衡活塞接触，阀芯推着平衡活塞一起下移，直至将阀口关闭切断液流。此时阀芯与平衡活塞上总的液压力是平衡的。

说明书附图

图1－压力平衡式流量调节阀结构图

图中：1－下盖；2－平衡活塞；3－活塞套；4－阀体；5－阀座；6－阀芯；7－防转芯；8－阀杆；9－防转销；10－衬套；11－压盖；12－导向销轴；13－螺母；14－轴承；15－上阀盖；16－锁母；17－手柄；a、b、c、d－孔。

图2－阀芯结构图（主视）

图中：18－喷涂保护层；α、β－阀芯半锥角

图3－阀芯A向视图

图4－防转芯结构图

图5－平衡活塞结构图

本实用新型实施例：

本实施例为公称通径为φ50mm的压力平衡式流量调节阀，压力可达50MPa，阀口最大开启量为30mm。阀体材料为ZG35，调质处理HB200，并经75MPa的水压试验，15分钟无渗漏，进出口为螺纹连接。阀盖为45^＃钢，阀座、阀芯、先导阀芯、衬套采用2Cr13材料制成，调质处理HB200。阀座的锥口部、阀芯的锥面有三种形式：（1）静电喷涂Ni102粉末，涂层为0.8mm，磨削至0.4～0.5mm。（2）喷涂陶瓷粉末，涂层3～5mm，磨削至2～2.5mm。（3）化学镀镍磷合金，镀层0.5～1.0mm，磨削至0.4～0.7mm。密封口锥表面粗糙度为

。阀芯外径φ55mm，内孔直径φ28mm，表面粗糙度

，锥底直径φ46mm，密封面半锥角12°，半锥顶角30°，孔a直径φ5mm，导向销轴孔为φ7mm，深30mm，周向密封沟槽为3条，槽深2.5mm，宽7.2mm，密封圈采用FN8435，护环用尼龙6。防转销槽宽6.5mm，深36mm，长42mm，四均布螺孔为M6，深18mm。防转芯的外径为φ28mm，内孔为φ17mm，径向销孔φ6.5mm，上端面和外圆柱面上两条对称的沟槽深度为1.5mm，宽度为2.0mm。平衡活塞外径φ24mm，有两条密封槽，槽深2mm，宽3.2mm，采用橡胶密封圈，活塞杆直径φ16mm，孔c、d为φ4mm，平衡活塞表面为0.02～0.03mm厚的镍磷合金镀层。平衡活塞套内径φ16mm，有二条密封沟槽，槽深1.9mm宽3.2mm。压盖为Q235－A制成，大端直径为φ53mm，小端直径为φ28mm，中心孔直径为φ20mm，压盖总长为70mm。阀杆为35CrM。制成，螺纹为T20×3，光滑杆部直径φ16mm，全长190mm，销孔直径φ6mm。导向销轴为35^＃钢，直径φ6mm，螺纹为M6，螺纹长15mm，杆全长55mm。防转销直径φ6mm，全长36mm，用35CrM。制成。

在装配时，衬套压入阀体，阀芯与衬套选配，保证其配合间隙为0.01～0.02mm。阀芯与阀座锥面配合要严密。

本阀中密封件、螺钉、螺栓、轴承、平键等均采用标准件。

该压力平衡式流量调节阀的公称通径φ32～φ100，工作压力40MPa。

采用本实用新型所述的压力平衡式流量调节阀，可有效的实现流体流量的调节，且由于阀座、阀芯锥部都喷涂有陶瓷或镍或镍合金的保护层，免除了流体对阀芯、阀座的腐蚀和气蚀作用，提高了阀的寿命。阀口采用锥面密封，阀芯与阀套之间、下盖与平衡活塞组件间有密封圈密封，密封可靠。采用压力平衡式结构，并配置相应的推力轴承，减小了操作力。阀芯采用双锥面结构，低速流量特性和高速流量特性都较好。本压力平衡式流量调节阀，除用于低压外，更适用于高压、大流量的管网系统中。

Claims

1、压力平衡式流量调节阀，它是由阀体、阀座、阀芯组件、平衡活塞组件、阀盖、密封装置、轴承、手柄等组成。其特征在于阀芯组件是由衬套、阀芯、防转芯、阀杆、压盖、导向销轴和防转销构成，平衡活塞组件是由平衡活塞和活塞套构成。

2、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的阀芯组件的阀芯，是由碳钢或合金钢制成的，其上部为圆柱体，其下部为双锥体，半锥角α＝8°～20°，β＝20°～40°。锥面上喷涂厚度为0.2～3mm的陶瓷、镍，或镀以镍磷合金的保护层。其外圆柱面上阀芯体的中心线上有一大圆孔和一个直径为φ2～φ8mm小孔，阀芯的大孔的内圆柱面上开有两条轴向对称的防转销槽，阀芯的大端面为平面，在该面上，均布有四个螺孔和一个直径为φ5～φ10mm的导向销轴孔。

3、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的阀芯组件的防转芯，是由碳钢或低合金钢制成，防转芯的外圆柱面与阀芯上的大圆孔相配合，外圆柱面上有两条对称的轴向沟槽，防转芯的顶部有一条与轴向沟槽相通的浅槽，防转芯上有一径向销孔。

4、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的阀芯组件的压盖，是由青铜或不易锈蚀的材料制成的法兰体，其大端直径较阀芯外径小1～2mm，大端面上有四个螺钉沉孔，一个导向销轴孔，各孔的位置与阀芯上端面上的孔相对应，小端直径与阀芯上的大圆孔相配合。

5、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀。其特征在于所说的阀芯组件的阀杆，是由合金钢制成的，其一端为带梯形螺纹的螺杆，其余为光滑杆件。光杆尾部有一径向销孔。

6、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的阀芯组件的衬套，是由合金钢制成的管状件，其外径与阀体相配合，其内径与阀芯的外径相配合。

7、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的阀芯组件的导向销轴，是由碳钢制成的一端带有螺纹，另一端光滑的杆件。

8、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的平衡活塞组件中的平衡活塞，是由合金钢或碳钢制成，其中心线有一通孔，其杆上有一个径向孔，两孔相通，活塞表面镀有0.05～0.5mm厚的镍磷保护层，活塞圆柱面上有1～3条密封沟槽，活塞与下盖上的孔相配合，活塞杆与活塞套相配合。

9、按权利要求1所说的压力平衡式流量调节阀，其特征在于所说的阀体是由铸钢制成的，阀体上下两端面为平面，阀体上有不同直径的孔与阀套、阀座、活塞衬套、上端盖相配合。在阀体的下端有一将平衡活塞有杆腔与阀出口连通的孔，孔径为φ2～6mm。