专利名称：渐变流道式高差压流量调节截止阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体在高温、高压、高差压工况下大范围的流量调节截止阀，属于热工水利学领域，可应用于机械、石油、化工、热电站等工业领域。
在现有技术中，目前广泛应用于石油工业稠油热采现场的阀门，以楔形闸阀代用调节，由于闸阀一道节流其流阻系数小，因而在高差压下流体流速很高，流量随行程变化率很大，闸阀手轮一动，要么流量很小，要么流量很大，无法实现流量的准确调节。参见《阀门设计手册》，杨源泉主编，机械工业出版社，P34～45。“八五”期间，由胜利石油管理局勘探设计院与西安市高压阀门厂合作开发的JT65Y250V型高压蒸汽调节截止复合阀，其结构见说明书附
图1，其节流流道属于活塞过孔式调节结构。现场运行测试曲线见说明书附图2，从特性曲线上看，曲线过陡，不能达到在全行程范围内有效地调节流量的目地。参见《石油矿场机械》1998年第二期P34-36页。另外由西安交通大学设计的GYY高温高压差调节阀，见说明书附图3，该阀利用临界流实现流体的高压降以改善流量调节特性，但阀内的流体达到临界流速，不仅调节性能没有得到根本的改善，而且伴随高速流而引起振动、冲蚀和噪声等严重问题。
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足和缺点，设计了一种用于高温、高压、高差压下的流量调节阀—渐变流道式高差压流量调节截止阀，以满足高温、高压下的流体大压差及流量的准确调节，而且冲蚀、振动、噪声大为降低，提高了阀门运行寿命和可靠性。
本实用新型的设计方案是阀门由阀体，阀座，阀芯，阀杆，密封，手轮丝杠传动部分，位置指示刻度尺等组成。其特征在于阀芯与阀套端头焊接而成，在阀芯的外圆表面上设有环槽，每个环槽中设置4～8个沿圆周方向均布的径向孔，在两环槽中间的环带体上设置4～8个圆周方向均布的轴向槽道，径向环槽与轴向槽道相互沟通，共同构成阀芯的相互交错的曲折流道。而曲折流道的过流面积沿流动方向由小到大渐变，阀杆端头部为球状面，杆身为圆柱状。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点，流阻系数大，高降压下的流速低，阀门降压能力强，流量与开度特性曲线的线性关系好，便于流量准确调节，而且阀门具有调节范围宽，压降范围大，流体对阀门的冲蚀小，引起阀门振动和噪声小。另外阀门结构紧凑并与现有阀门结构形式尺寸一致，便于现场安装和改造。同时，阀芯结构便于加工。另外流体在阀芯流速低，可采用一般材料以降低制造成本。
附
图1为JT65Y250V型高压蒸汽调节截止复合阀结构示意图。
附图2为JT65Y250V型高压蒸汽调节截止复合阀现场实测阀门开度百分率(b。％)与流量百分率(a。％)曲线。
附图3为GYY型高温高压蒸汽调节阀。
附图4为本实用新型的整体结构示意图。
附图5为本实用新型位于截止状态时，阀芯与阀杆阀座的结构示意图。
附图6为本实用新型位于中间工作状态时，阀芯与阀杆间的结构示意图。
附图7为本实用新型阀芯结构示意图。
附图8为本实用新型阀套结构示意图。
下面结合说明书附图4、图5、图6、图7、图8详细说明本实用新型的结构，技术特征及工作过程。如图4所示，本实用新型由阀体[1]，阀座[2]，阀芯[3]，阀杆[4]，密封[5]，手轮丝杠传动部分[6]，位置指示刻度尺[7]等组成。如图5所示，阀芯[3]与阀套[8]两端焊接而成。如图8所示，阀套[8]的内表面为圆锥面，一端头布置8个径向孔[9]。如图7所示，阀芯[3]特征是在外表面开有环槽[14]、[15]、[16]、[17]、[18]，在各环槽上沿径向布置4～8个小孔流道，见图7C-C剖面图所示。在相邻环槽的环带体上[10]、[11]、[12]、[13]，布置有4～8个圆周方面均布沿轴向方向开的方形槽道，见图7B-B剖面图所示。
阀套[8]与阀芯[3]组配两端头焊接而成，阀芯外表面的环槽与环带体上轴向槽道，构成相互交错的曲折流道见图7。
本实用新型的工作过程如下如图5所示，当阀杆[4]插入阀芯[3]接触阀座[2]时，阀门处于截止状态。如图6所示，阀杆[4]后退时，流体进入阀芯，流量由零逐渐增大，流体经阀芯径向孔道，流进环槽，再经环带开的轴向槽道进入下一级环槽，然后通过相邻环带开的轴向槽道再进入下一级环槽，如此这样，最后经阀套径向孔[9]流出。由于流体的流经路线曲曲折折，因此流体压力降低，当阀杆进一步后退时，流量由小逐渐变大，流体由最靠近阀杆端部的未被阀杆堵住的径向圆孔道进入阀芯，经构成的交错曲折流道，然后流出阀芯[3]经阀套径向孔[9]流出。当阀杆端部退至最后一道环槽的径向孔洞全部露出时，阀杆此时由倒密封结构限位，此时阀门处于全开状态。通过本实用新型的手轮丝杆[6]调节阀杆[4]的运动位置，可实现其出口流量与出口压力使之满足实际工况需求。
设计例本实用新型设计实例如用于高温、高压、高差压下的蒸汽流量调节截止阀，工作压力14MPa，入口干度小于0.9，压降小于4MPa，流量调节范围1500～12000Kg/h，工作行程为75mm。
权利要求1.一种渐变流道式高差压流量调节截止阀，由阀体、阀座、阀芯、阀杆、密封、手轮丝杠传动部分与位置指示刻度尺等组成。其特征在于阀芯与阀套端头焊接而成，在阀芯的外圆表面上设有环槽，每个环槽中设置4～8个沿圆周方向均布的径向孔，在两环槽中间的环带体上设置4～8个圆周方向均布的轴向槽道，径向环槽与轴向槽道相互沟通，共同构成阀芯的相互交错的曲折流道。而曲折流道的过流面积沿流动方向由小到大渐变，阀杆端头部为球状面，杆身为圆柱状。
专利摘要本实用新型提供了一种流体在高温、高压、高差压工况下大范围流量调节截止阀,它主要由阀体(1),阀座(2),阀芯(3),阀杆(4),密封(5),手轮丝杠传动部分(6),位置指示刻度尺(7)等组成。其主要特征是利用阀芯渐变流道,区区折折,交错整体均匀分布,可实现高温、高压工况下流体大差压流量的准确调节,大流量小压降,小流量大压降,具有宽广的调节幅度。而且冲蚀、振动、噪声大为降低,提高了阀门运行寿命和可靠性。可应用于机械、石油、化工、热电站等工业领域。
文档编号F16K1/52GK2403959SQ99209309
公开日2000年11月1日 申请日期1999年4月17日 优先权日1999年4月17日
发明者杨柳意 申请人:杨柳意