CN2783057Y - 高压降先导式放空调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压降先导式放空调节阀，包括有上阀盖、内套筒、外套筒、阀座、阀杆、主阀芯、导气阀芯和定位弹簧。导气阀芯通过定位弹簧连接在主阀芯的上部，阀杆与导气阀芯直接连接。主阀芯与导气阀芯均具有导向环。本实用新型高压降先导式放空调节阀兼具有不平衡式与平衡式调节阀的结构特点，在高温下使用，不会产生泄漏或抱死阀打不开的现象；在大压差下工作，不泄漏；使用周期长。

Description

高压降先导式放空调节阀

技术领域

本实用新型涉及一种调节阀，特别是指一种高压降先导式放空调节阀。

背景技术

目前，在自动化工业生产中，套筒阀具有流线型的阀体通道，可增加其流通能力。阀内件是由套筒(兼导向)、阀杆、阀芯、阀座组成，其结构分为两种：不平衡式、平衡式两种。

1、不平衡式调节阀

调节阀的阀芯是不平衡的，介质流向有两种：流向一是底进侧出其受力情况是：

       F＝P1×S1        P1-入口压力    S1-阀座入口面积

从公式中可以看出：底进上出调节阀阀杆受力向上，受调节阀的入口压力乘以阀座入口面积。可见，这种结构不适合于大压降的场合下使用，也需要较大的执行机构来推动阀芯，以保证调节阀能够严密关闭。第二种情况：介质侧进，调节阀阀杆的受力情况是阀的入口介质压力乘以阀芯上部面积和阀杆截面之差。即

    F＝P1×(S1-S2)      P1-入口压力    S1-阀座入口面积

                        S2-阀杆截面积

可见，介质从侧面进入，阀杆受力大小及方向取决于S1、S2之差，方向可上、可下。

优点：严密切断，零泄漏。

2、平衡式调节阀

结构上，阀杆和阀芯间利用螺栓连接，构成一个固定件。调节阀在工作时，由通过阀芯排气孔使阀芯上部和入口压力平衡，使阀芯能上下开关。阀芯根据阀内件的结构，按下述结构之一制成：活塞环密封；在套筒内壁上部滑动密封。

这种结构的密封点有两处，第一处：阀芯与阀座的密封，是金属密封，这道密封需阀座、阀芯、阀杆之间的同心度一定要保证，否则可能使阀芯、阀座不同心或阀杆轴线与阀座中心线不重合，导致泄漏。第二处：套筒和阀芯上部的软密封，这几道密封是为了保证通过压力平衡孔进入阀芯上部的介质不泄漏出去。这道密封是造成调节阀泄漏的最主要的原因。

以上这两种结构的调节阀在常温下、阀前后压差较小、要求的泄漏量在0.05Cv以上而且阀门常开的情况下使用。若使用在高压降、温差大、调节阀平时关闭需严密切断的条件下使用时(特别是作为高压气体放空阀使用时，放空阀都是底进侧出)其缺点是明显的：

1、考虑高温下，阀内件的膨胀问题。由于膨胀导致阀芯和套筒间隙不合适，或抱死阀打不开，或两者间隙较大产生泄漏。

2、调节阀执行机构密封力不够，阀芯阀座间产生泄漏。

3、高压的介质通过阀芯上部软密封间隙渗漏，很快从泄漏点将软密封材料冲刷，造成大量泄漏。

4、调节阀使用周期很短。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于上述现有技术中的不足，而提出一种在高温、大压差条件下使用不泄漏、阀芯与套筒间隙合适、使用周期长的高压降先导式放空调节阀。

本实用新型采用的技术方案是：包括有上阀盖、内套筒、外套筒、阀座、阀杆、主阀芯、导气阀芯、定位弹簧和压板；所述阀杆下端设有导气阀芯，阀杆与导气阀芯为一体结构，所述的导气阀芯密封端面为球面形状；所述导气阀芯位于所述主阀芯的上部，主阀芯定位槽与导气阀芯间设有定位弹簧，导气阀芯上设有压板；所述主阀芯周向圆面设有导向环。

进一步地，所述主阀芯周向圆面上端和周向圆面下端分别设有导向环。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型高压降先导式放空调节阀兼具有不平衡式与平衡式调节阀的结构特点，在高温下使用，阀芯和套筒间隙合适，不会产生泄漏或抱死阀打不开的现象；在大压差下工作，不泄漏；使用周期长。

附图说明

图1为本实用新型高压降先导式放空调节阀的结构示意图。

标号说明：

1-上阀盖  2-阀杆  3-内套筒  4-外套筒  5-定位弹簧  6-主阀芯7-导向环  8-阀座  9-入口  10-压板  11-导气阀芯  12-导气阀密封面13-定位槽  14-出口

具体实施方式

参见图1，高压降先导式放空调节阀，包括有上阀盖1、内套筒3、外套筒4、阀座8、阀杆2、主阀芯6、导气阀芯11、定位弹簧5和压板10。利用现有的阀体，将现有阀芯分成两个部分，即主阀芯6和导气阀芯11。阀杆2下端设有导气阀芯11，导气阀芯11与阀杆2做成一体(铸造、煅造、焊接等工艺方法均可实现)，主阀芯6的定位槽13与导气阀芯间设有定位弹簧5，该两阀芯间的连接是可动的，导气阀芯11上设有压板10，导气阀芯11的上下运动带动主阀芯6开关。主阀芯6周向圆面上端侧面和周向圆面下端分别设有导向环7，导气阀芯密封端面12为球面形状，以保证主阀芯6、导气阀芯11、阀座8间的同心对准。导气阀芯11与其密封口即便同心度稍差，也不影响其密封效果。

高压降先导式放空调节阀的设计原理：

高压降先导式放空调节阀用于高压差和大流量的生产工况时，它具有自上而下流动的结构和单独的压力平衡导向阀。随着阀门关闭，压力通过阀芯及其与套筒的间隙泄漏出来，有助于主阀芯6的阀座8密封。执行机构必须推动阀杆2向下移动来压缩导向阀的弹簧及关闭导向阀。密封是严密的。要打开阀门，执行机构提升阀杆2，让导向阀打开及平衡主阀芯6，因为导向阀比主阀芯6对套筒的环行间隙截面具有更大的容量。导向阀的阀芯11肩部是为了防止主阀芯6停住及保持弹簧力，使这些零件彼此保持在阀门开度下的平衡。主阀芯6和导向阀杆2的装配是活动的，除了当弹簧5施加载荷的时候主阀芯6和导向阀才保持固定连接，主阀由于导向阀的平衡作用，就减小了打开阀门时的力。

1、利用流通面积差设计导气阀芯11

1)导气阀芯11的泄压作用：因为调节阀的入口9、出口14压差很大(10.5MPa)，调节阀在开启时，需要将阀内平衡腔内的蒸汽压力泄掉这一过程，就是利用导气阀的开启来完成泄放的，从而使平衡腔与阀出口14压力接近平衡，从而使主阀芯6能够顺利打开。

2)平衡腔的压力：为了保证平衡腔与阀出口14压力接近平衡，就必须保证入口9压力对平衡腔的压力补充速度始终小于平衡腔压力泄放的速度，即入口9压力进入平衡腔的总面积(通路)一定要小于小阀泄放时的流通面积。

3)入口9压力进入平衡腔的总面积(A)的计算：

A＝0.785D2            D-进入平衡腔圆孔直径

4)衡腔泄放流体压力总面积A1：

A1＝3.14×D1×H

D1-导气阀泄放口直径        H-导气阀开启高度

2、主阀芯6的受力情况分析

1)关闭状态：当主阀芯6处于关闭状态时，此时导气阀也关闭，平衡腔内蒸汽压力骤然升高达到入口压力，这时主阀芯6所受到的力F(摩擦力不计)：

F1＝P1×0.785(D22-D12)

P1-入口压力    D2-主阀芯直径

2)开启状态：主阀芯6在开启时，只受自身的重力和其与套筒间的摩擦力，这两种力在气缸式执行机构输出力中几乎可忽略不计。

3、巧妙的利用弹簧

1)辅助导气阀芯11两侧定位。

2)阀门使用时保持主阀芯6和导气阀芯11间的开度不变。

本实用新型高压降先导式放空调节阀的工作过程如下：

1、开启过程：执行机构给导气阀芯2一个向上的力，使导气阀芯2打开，将平衡腔压力泄掉。导气阀芯2再带动主阀芯6开启，主阀芯6克服自身的重量、其与内套筒3间的摩擦力和平衡腔的残余压力作用在主阀芯上的力。

2、关闭过程：执行机构给导气阀芯11一个向下的力，由于导气阀芯11和主阀芯6间有一个定位弹簧5使两者间的距离保持不变。执行机构的输出力通过导气阀芯11传递给主阀芯6，使主阀芯6慢慢关闭。当主阀芯6关闭后，执行机构输出力再压缩弹簧5将导气阀芯11关闭。

Claims (2)

1、一种高压降先导式放空调节阀，包括有上阀盖、内套筒、外套筒、阀座、阀杆，其特征在于：所述高压降先导式放空调节阀还包括有主阀芯、导气阀芯、定位弹簧和压板；所述阀杆下端设有导气阀芯，阀杆与导气阀芯为一体结构，所述的导气阀芯密封端面为球面形状；所述导气阀芯位于所述主阀芯的上部，主阀芯定位槽与导气阀芯间设有定位弹簧，导气阀芯上设有压板；所述主阀芯周向圆面设有导向环。

2、根据权利要求1所述的高压降先导式放空调节阀，其特征在于：所述主阀芯周向圆面上端和周向圆面下端分别设有导向环。