CN2432410Y

CN2432410Y - 全自动恒流减压阀

Info

Publication number: CN2432410Y
Application number: CN 00221412
Authority: CN
Inventors: 徐中飞
Original assignee: SUZHOU ZHONGXIN DYNAMIC EQUIPMENT AUXILIARY CO Ltd
Current assignee: SUZHOU ZHONGXIN DYNAMIC EQUIPMENT AUXILIARY CO Ltd
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2001-05-30
Anticipated expiration: 2010-08-14

Abstract

一种火力发电机组水汽在线分析监测用的全自动恒流减压阀,包括毛细管减压段和节流段,节流段由节流孔和阀芯组成,特征是:阀体上还设有恒流控制机构,恒流控制机构由阀芯弹簧、压簧和膜片组成;阀芯至少由一段锥台和一段细轴串联构成,细轴位于锥台前;通道上设有恒流控制腔,节流孔位于恒流控制腔一端,恒流控制腔另一端为敝口结构,膜片覆盖在敝口上,其边缘密封固定在敝口的边缘上,阀芯的细轴穿过节流孔,直接顶在膜片内侧中央,锥台与节流孔配合,压簧压在膜片外侧,阀芯弹簧设在阀芯的端面与阀体之间。特点是:进口水汽压力在一定范围内变化,而出口流量自动保持恒定。

Description

全自动恒流减压阀

本实用新型涉及一种高压流体介质的减压装置，具体用于火力发电厂的水汽取样装置(以下简称系统装置)中。

在火力发电厂的热力系统中，工作介质——高温高压水和蒸汽的品质直接影响热机的安全性能。因此，对高温高压水和蒸汽取样进行在线连续分析、监测是不可缺少的。如果直接将高温高压水和蒸汽引入在线表计是不现实的，通常必须先将水和蒸汽的温度、压力、流量降至分析监测表计正常工作允许的条件下进行。

减压阀在锅炉高温高压水和蒸汽在线取样分析、监测系统装置中的作用：一是将高压样水的压力降至表计正常工作所允许的压力范围内；二是提供要求流量的样水，以供表计正常工作和人工取样所用。通常情况下系统装置要求减压阀所提供的样水流量应等于表计正常工作所需的流量与人工取样流量之和。然而，系统装置是在机组以水汽为介质的大循环中工作的，机组的水汽压力是动态的，根本不可能保持恒定；当机组遇到需按电网要求进行调峰运行时，则水汽压力变化更加十分明显。很显然，对减压阀来说，随着机组水汽压力的增加，减压阀出口的样水的流量必然增加(按指数函数规律变化，伯努利方程)：反之，减少。但对于一个已经确定的系统装置来说，其每路水汽取样所需的流量又是恒定的，因此，只有通过调节减压阀出口流量才能保持流量的供需平衡，否则将无法保持表计的正常工作，甚至损坏表计。

减压阀的流量调节是非常困难的。因为，减压阀进口样水压力至少在10MPa以上，而出口压力只有0.3～0.4MPa，显然在这样大的压差下，要想改变减压轴的位置来调节流量是非常困难，甚至是十分危险的。早期的减压阀调节流量时必须先将系统装置的一次门、二次门关闭，在系统装置停机后以人工方式改变减压轴位置，实现流量平衡。实际上，这种减压阀不能随机调节流量，使用很不方便。1993年我公司又推出了一种“无轴向力螺纹槽道式减压阀”，它在减压阀内设置了一个专门装置，巧妙地将减压轴的轴向力抵销，可实现流量人工随机调节。这种减压阀延用了很长时间，但由于工艺精度要求太高，使用时轴的磨损很大，寿命较短(最多1年)，因此在两年前又发展到减压段不可调，后面接上一个特殊阀瓣的节流阀，流量由节流阀来调节。但当时只能依靠人力移动阀瓣，通过改变阀瓣相对节流孔的开度获得所需流量。这种减压阀工艺简单、轴向力小，调节流量方便，但无法实现自动恒流功能。

随着形势发展，大容量机组必将取代50MW以下的小容量机组。显然大容量机组的水汽压力更高，压力变化对系统装置流量影响更为明显。减压阀的流量仍采用人工随机调节必将不适应新的要求，因此如何解决这个问题已成了业内同行十分关心的话题。

本实用新型目的是提供一种进口水汽压力在一定范围内变化，而出口流量自动保持恒定的减压阀。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种全自动恒流减压阀，包括毛细管减压段、节流段和恒流控制机构，减压段与节流段依次经通道串联在阀体的进口和出口之间；螺纹槽道式毛细管减压段由阀体和减压轴构成；节流段由设在通道上的节流孔和阀芯组成，阀芯至少由一段收敛性旋转体和一段细轴串联构成，细轴位于旋转体收敛的前端；恒流控制机构由阀芯弹簧、压簧和膜片组成；通道上设有一个恒流控制腔，节流孔位于恒流控制腔一端的中心位置，恒流控制腔另一端为敝口结构，膜片覆盖在敝口上，其边缘密封固定在敝口的边缘上，阀芯的细轴穿过节流孔，直接顶在膜片内侧中央，收敛性旋转体与节流孔配合构成节流结构，压簧压在膜片外侧，阀芯弹簧设在阀芯的端面与阀体之间。

上述技术方案中，“毛细管减压段”为现有技术，是利用毛细管减压原理设计的一种减压结构。实践中，考虑到制造工艺，一般采用螺纹槽道式毛细管减压结构，具体是：在减压轴上刻有螺纹槽道，再将减压轴置于阀体的孔中形成一个螺旋形的毛细管减压通道。所述“减压段与节流段依次经通道串联”，具体指：进口→减压段→节流段→出口。所述“膜片内侧”是指承受通道减压后流体压力的一侧；“膜片外侧”是内侧的背面。所述“收敛性旋转体”是指截面积沿轴向收敛的旋转体，其中收敛有两种情况：一种是线性收敛，母线为斜线的旋转体，具体为锥台，这种效果最佳；另一种是非线性收敛，如母线为曲线的旋转体。所述“细轴位于旋转体收敛的前端”是指细轴位于旋转体小头的一端，并与旋转体小头连接。

上述技术方案中，所述敝口为圆形，膜片为“飞碟”形结构其效果最佳。所述膜片为金属薄片，其厚度可根据实际压力需要而设计。所述压簧上可以设有压力调整螺钉，来调节压簧的实际压力。所述节流孔可以设在阀座上，阀座固定在阀体的通道上。

本实用新型工作原理是：参见附图1和附图2，正常情况下，高压水汽从阀体的进口流入减压段，减压后经通道流入节流段，再经恒流控制腔、通道、阀体出口流出。当减压阀进口的压力P0增大时，由于减压段螺纹槽道长度恒定，因此阻力也恒定，减压后的水汽压力随P0的增大而变大。当水汽压力变大时，恒流控制腔内的水汽在膜片内侧面上产生的压力P3克服压簧的压力P1，将膜片向外挤压变形至平衡状态，此时阀芯弹簧的压力P2推动阀芯关小节流孔，使减压阀出口的流量变小。当减压阀进口的压力P0减小时，减压后的水汽压力随P0的减小而变小。当水汽压力变小时，压簧的压力P1克服恒流控制腔内的水汽在膜片内侧面上产生的压力P3，将膜片向内挤压变形至平衡状态，同时，膜片克服恒流控制腔内的水汽压力P3和阀芯弹簧压力P2，推动阀芯开大节流孔，使减压阀出口的流量变大。由于减压阀进口的压力P0增大时，出口的流量变小；而减压阀进口的压力P0减小时，出口的流量变大，这样当进口水汽压力在一定范围内变化时，减压阀出口流量保持恒定。

当压簧上设置压力调整螺钉时，可通过调整螺钉来调节压簧的预压力，从而调节正常工作时减压阀的出口流量。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果；

1、由于本实用新型在螺纹槽道式毛细管减压结构基础上，增设了上所的节流段和恒流控制机构，并利用膜片在外力变化情况下的弹性变形以及减压阀进口水汽压力与节流段呈负反馈的结构，巧妙地实现了减压阀出口流量的恒流控制，与现有人工随机调节流量的减压阀相比具有明显地新颖性和显著地技术进步。

2、经试验证实本实用新型可以在7～15MPa范围内获得出口恒定的流量值。试验方法为：以P0为15MPa通入减压阀，调节调整螺钉，使节流段的阀芯处于某一位置，测流量值。然后依次将P0从15MPa逐步降至14、13、12、11、10、9、8、7MPa，流量表显示流量恒定。改变上述阀芯位置，再以P0为15MPa通入减压阀，测流量值。然后，重复上述降压过程，流量表同样显示流量恒定。试验结果充分说明本实用新型的自动恒流效果。

3、本实用新型适用于50～300MW火力发电机组，并较好地解决了本领域的技术难题，为推动大容量机组水汽在线分析监测的技术更新起到了积极作用。

附图1为本实用新型实施例结构剖视图；

附图2为本实用新型恒流控制原理图。

其中：[1]、减压轴；[2]、密封圈；[3]、阀体；[4]、进口管接头；[5]、压紧螺母；[6]、接管；[7]、密封圈；[8]、阀芯；[9]、锥台；[10]、细轴；[11]、恒流控制腔；[12]、出口管接头；[13]、阀芯弹簧；[14]、阀盖；[15]、“O”形圈；[16]、阀座；[17]、膜片；[18]、调压座；[19]、星形把手；[20]、锁紧螺母；[21]、调整螺钉；[22]、压簧座；[23]、定位螺母；[24]、垫片；[25]、压簧；[26]、节流孔。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图1和附图2，一种全自动恒流减压阀，由螺纹槽道式毛细管减压段、节流段和恒流控制机构三部分组成，减压段与节流段依次经通道串联在阀体[3]的进口和出口之间。所述螺纹槽道式毛细管减压段由阀体[3]和减压轴[1]构成，阀体[3]上设有减压孔，减压轴[1]上刻有螺纹槽道，减压轴[1]置于减压孔中，并经密封圈[2]密封后构成一个螺旋形毛细管管减压通道。

所述节流段由设在通道上的节流孔[26]和阀芯[8]组成，节流孔[26]设在阀座[16]上，阀座[16]固定在阀体[3]的通道上并经“O”形圈[15]密封；阀芯[8]为轴类零件，由一段弹簧轴、一段锥台[9]和一段细轴[10]依次串联构成，其中细轴[10]串在锥台[9]前端。

所述恒流控制机构由主要阀芯弹簧[13]、膜片[17]、压簧[25]、调压座[13]、压簧座[22]和调整螺钉[21]组成。阀芯弹簧[13]套在阀芯[8]的弹簧轴上，阀芯弹簧[13]作用在阀体[3]与阀芯[8]的台阶端面上，弹簧轴伸入阀体[3]上的导向小孔中。膜片[17]为金属薄片，通道上设有一个恒流控制腔[11]，节流孔[26]位于恒流控制腔[11]一端的中心位置，恒流控制腔[11]另一端为敝口结构，膜片[17]为“飞碟”形结构并且覆盖在敝口上，阀盖[14]将膜片[17]的边缘密封固定在圆形敝口的边缘上。阀芯[8]的细轴[10]穿过节流孔[26]，直接顶在膜片[17]内侧中央，锥台[9]与节流孔[26]轴向配合构成节流结构。膜片[17]外侧由调压座[18]、压簧[25]、压簧座[22]以及调整螺钉[21]依次迭压。调整螺钉[21]与定位螺母[23]螺纹连接，定位螺母[23]固定在阀盖[14]上，调整螺钉[21]前部设有一个光滑的圆柱形凸起，压簧座[22]侧端设有一个中心孔，光滑的圆柱形凸起顶在中心孔中。调整螺钉[21]上还设有一个锁紧螺母[20]，锁紧螺母[20]与调整螺钉[21]螺纹连接，并与定位螺母[23]的侧端配合构成调整压簧[25]预压力的锁紧结构。调整螺钉[21]的未端固定连接一星形把手[19]。定位螺母[23]与安装板之间设有垫片[24]。

所述减压阀进口由进口管接头[4]、压紧螺母[5]、接管[6]和密封圈[7]连接构成，其中，进口管接头[4]固定在阀体[3]上并与进口通道连通。所述减压阀出口与进口结构基本相同，其中，出口管接头[12]固定在阀体[3]上，并与出口通道连通。

Claims

1、一种全自动恒流减压阀，包括毛细管减压段和节流段，减压段与节流段依次经通道串联在阀体[3]的进口和出口之间，节流段由设在通道上的节流孔[26]和阀芯[8]组成，其特征在于：阀体[3]上设有恒流控制机构，恒流控制机构由阀芯弹簧[13]、压簧[25]和膜片[17]组成；所述阀芯[8]至少由一段收敛性旋转体和一段细轴[10]串联构成，细轴[10]位于旋转体收敛的前端；通道上设有一个恒流控制腔[11]，节流孔[26]位于恒流控制腔[11]一端的中心位置，恒流控制腔[11]另一端为敝口结构，膜片[17]覆盖在敝口上，其边缘密封固定在敝口的边缘上，阀芯[8]的细轴[10]穿过节流孔[26]，直接顶在膜片[17]内侧中央，收敛性旋转体与节流孔[26]配合构成节流结构，压簧[25]压在膜片[17]外侧，阀芯弹簧[13]设在阀芯[8]的端面与阀体[3]之间。

2、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：所述敝口为圆形，膜片[17]为“飞碟”形结构。

3、根据权利要求2所述的减压阀，其特征在于；所述膜片[17]为金属薄片。

4、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：所述压簧[25]上设有压力调整螺钉[21]。

5、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：所述收敛性旋转体为锥台[9]。

6、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：所述收敛性旋转体由曲线作为母线旋转构成。

7、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：所述节流孔[26]设在阀座[16]上，阀座[16]固定在阀体[3]的通道上。