一种熔盐介质用止回阀的制作方法

本发明属于阀门，尤其涉及一种熔盐介质用止回阀。

背景技术：

1、熔盐介质用止回阀应用于熔盐发电系统，正常运行工况下，熔盐介质力推动阀瓣使阀瓣达到全开度，阀体与阀瓣背部接触，阀瓣不会出现震荡。当熔盐发电系统非满负荷运行时，阀门运行参数降低，阀瓣不能达到全开度，现有技术熔盐介质用止回阀没有执行器，不能在非满负荷工况下限制阀瓣开度，阀瓣会出现摆动震荡问题，产生噪音，阀门使用寿命短。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种熔盐介质用止回阀，以解决熔盐发电系统非满负荷运行时，止回阀阀瓣摆动震荡的问题。本发明所采用的技术方案如下：

2、一种熔盐介质用止回阀，包括阀体、阀瓣和阀杆，阀体设有阀腔，阀体两侧的进口和出口通过阀腔连通，所述进口的末端设有阀座结构，阀杆铰接在所述阀腔内，阀瓣通过摇臂与阀杆相连，阀瓣启闭阀座结构，阀体的上侧设有接管，阀盖组件与接管的上端密封相连；

3、辅助顶杆穿透阀盖组件，辅助顶杆与阀盖组件滑动密封配合，阀盖组件上设有执行气缸，辅助顶杆的上端与执行气缸的活塞杆相连，摇臂上设置有滚轮，辅助顶杆的下端设有顶压凸缘，当熔盐发电系统非满负荷运行时，执行气缸的活塞杆伸出，顶压凸缘的下端面与滚轮的外周相切抵靠；

4、设定执行气缸的输出力为f0，单位为n，则f0通过下式确定：

5、

6、式中：

7、ds为阀瓣的外径，单位为m；

8、l为阀杆轴心线与阀体通径轴心线之间的距离，单位为m；

9、g1为熔盐介质的实时流量，单位为kg/s；

10、μ1为熔盐介质的实时比容，单位为m3/kg；

11、e为经验系数，数值大小等于阀瓣的旋启角度，无单位；

12、s为阀杆的轴心线与辅助顶杆轴心线之间的距离，单位为m；

13、d为阀座结构的内径，单位为m。

14、进一步的，阀盖组件包括主阀盖和辅助环盖，主阀盖的下端设有同轴的第一端面、第二端面、第三端面和第四端面，第一端面、第二端面、第三端面和第四端面由外至内直径依次减小，且第一端面、第二端面、第三端面和第四端面依次递增向下凸出，形成阶梯形密封面，接管的上端设有凸缘法兰结构，主阀盖和凸缘法兰结构通过若干螺栓相连，凸缘法兰结构的上端面为第五端面，第五端面上设有沉槽，所述沉槽的槽底为第六端面，辅助环盖的内周底部设有环形的密封唇，密封唇的上端面为锥面、下端面为平面，密封唇的截面呈楔形，密封唇的下端面上设有环形凸起，所述环形凸起的下端面为第七端面，密封唇和辅助环盖内周之间设有环形槽，主阀盖的外周和辅助环盖的内周螺纹配合，主阀盖和辅助环盖之间通过焊接密封相连，第七端面与第二端面齐平；

15、第四端面与第六端面形成第一密封副，第二端面和第五端面形成第二密封副，第七端面与第五端面形成第三密封副，第三端面和第六端面通过密封垫密封相连，第一端面和第五端面之间形成间隙环，主阀盖上加工有连通间隙环和环形槽的若干气压平衡孔；

16、第一密封副的宽度为3～5mm，若干螺栓为第一密封副提供0.5～1mpa的密封比压；

17、设定第二密封副的径向宽度为b，单位为m，则b满足下式：

18、

19、式中：qf为若干螺栓提供的轴向力，单位为n；

20、π为圆周率；

21、dp为第二密封副的径向宽度中分线所在圆的直径，单位为m；

22、[q]为第二密封副材质的极限比压，单位为mpa；

23、主阀盖和密封唇相抵，主阀盖封闭环形槽，若干螺栓为第三密封副提供的密封力按下式计算：

24、

25、式中：

26、w为若干螺栓为第三密封副提供的密封力，单位为n；

27、π为圆周率；

28、r为环形槽的槽底直径，单位为m；

29、c为密封唇的底面与第一端面之间的高度差，单位为m；

30、θ为密封唇上端面和下端面之间的楔角角度，单位为°；

31、r1为环形凸起的外径，单位为m；

32、qc为辅助环盖材质的密封比压，单位为mpa。

33、进一步的，主阀盖上设有散热柱结构，辅助顶杆穿透散热柱结构，散热柱结构上沿轴向排列设置有若干散热翅片，相邻两个散热翅片的间距为散热翅片厚度的1.1～1.3倍，设定散热翅片的外径为dc，单位为m，则dc满足下式：

34、d1＜dc≤db-3.5×d

35、式中：

36、d1为散热柱结构的直径，单位为m；

37、db为若干螺栓的中心圆直径，单位为m；

38、d为螺栓的直径，单位为m。

39、进一步的，散热柱结构的上部设置有填料腔，填料腔内设置有密封填料，辅助顶杆通过密封填料与阀盖组件滑动密封，密封填料高于若干散热翅片。

40、进一步的，执行气缸还包括上缸体、下缸体和活塞片，下缸体为上开口的中空构件，上缸体为下开口的中空构件，上缸体和下缸体上下同轴相连，活塞片的外周与下缸体的内周滑动密封配合，活塞杆的上端与活塞片同轴相连，活塞杆的下端穿过下缸体的底壁，并与辅助顶杆相连。

41、进一步的，滚轮的表面设有硬化处理层。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

43、1.当熔盐发电系统非满负荷运行时，阀瓣未能完全开启，通过传感装置获取通过所述止回阀的熔盐介质参数，依据熔盐介质实际工况计算所需的执行气缸输出力，当执行器缸按计算的输出力运行时，顶压凸缘的下端面与滚轮的外周相切抵靠，由于执行器缸的输出力是依据实际工况参数反馈数据计算得到的，因此，熔盐介质对阀瓣施加的开阀力与执行气缸对阀瓣施加的顶压力能够达到平衡，既能够保证辅助顶杆可靠地顶在滚轮上，使阀瓣不再震荡，又能保证阀瓣打开的旋启角度，避免执行气缸施力过大造成所述止回阀关阀。

44、2.本发明若干螺栓为第一密封副提供的密封比亚在0.5mpa～1mpa之间，第一密封副起到阻隔作用，避免了高温熔盐介质与密封垫发生直接接触，保证了密封垫性能不受影响，第二密封副为平面密封结构，为避免第二密封副宽度过宽导致密封比压不足发生泄漏，同时避免第二密封副过窄导致不能达到密封效果，提出了第二密封副宽度计算公式，保证了第二密封副的密封性能，第三密封副为唇形密封结构，第三密封副发生作用时，辅助环盖与凸缘法兰结构为线密封，本发明提出了若干螺栓为第三密封副提供密封力的计算方法，避免了因密封力提供过大或过小导致第三密封副失效，通过本发明可有效保证阀盖的可靠密封，防止高温熔盐介质泄漏。

45、3.散热翅片能够提高了阀盖组件的散热效率，降低高温熔盐介质对密封填料的腐蚀影响，避免了密封填料外漏。

技术特征：

1.一种熔盐介质用止回阀，包括阀体(1)、阀瓣(2)和阀杆(3)，阀体(1)设有阀腔，阀体(1)两侧的进口和出口通过阀腔连通，所述进口的末端设有阀座结构(19)，阀杆(3)铰接在所述阀腔内，阀瓣(2)通过摇臂(15)与阀杆(3)相连，阀瓣(2)启闭阀座结构(19)，阀体(1)的上侧设有接管(16)，阀盖组件(5)与接管(16)的上端密封相连；

2.根据权利要求1所述的一种熔盐介质用止回阀，其特征在于：阀盖组件(5)包括主阀盖(21)和辅助环盖(20)，主阀盖(21)的下端设有同轴的第一端面(31)、第二端面(32)、第三端面(33)和第四端面(34)，第一端面(31)、第二端面(32)、第三端面(33)和第四端面(34)由外至内直径依次减小，且第一端面(31)、第二端面(32)、第三端面(33)和第四端面(34)依次递增向下凸出，形成阶梯形密封面，接管(16)的上端设有凸缘法兰结构(22)，主阀盖(21)和凸缘法兰结构(22)通过若干螺栓(6)相连，凸缘法兰结构(22)的上端面为第五端面(36)，第五端面(36)上设有沉槽，所述沉槽的槽底为第六端面(37)，辅助环盖(20)的内周底部设有环形的密封唇(29)，密封唇(29)的上端面为锥面、下端面为平面，密封唇(29)的截面呈楔形，密封唇(29)的下端面上设有环形凸起(38)，所述环形凸起(38)的下端面为第七端面(30)，密封唇(29)和辅助环盖(20)内周之间设有环形槽(28)，主阀盖(21)的外周和辅助环盖(20)的内周螺纹配合，主阀盖(21)和辅助环盖(20)之间通过焊接密封相连，第七端面(30)与第二端面(32)齐平；

3.根据权利要求2所述的一种熔盐介质用止回阀，其特征在于：主阀盖(21)上设有散热柱结构(17)，辅助顶杆(14)穿透散热柱结构(17)，散热柱结构(17)上沿轴向排列设置有若干散热翅片(13)，相邻两个散热翅片(13)的间距为散热翅片(13)厚度的1.1～1.3倍，设定散热翅片(13)的外径为dc，单位为m，则dc满足下式：

4.根据权利要求3所述的一种熔盐介质用止回阀，其特征在于：散热柱结构(17)的上部设置有填料腔(39)，填料腔(39)内设置有密封填料(12)，辅助顶杆(14)通过密封填料(12)与阀盖组件(5)滑动密封，密封填料(12)高于若干散热翅片(13)。

5.根据权利要求1所述的一种熔盐介质用止回阀，其特征在于：执行气缸(8)还包括上缸体(9)、下缸体(7)和活塞片(10)，下缸体(7)为上开口的中空构件，上缸体(9)为下开口的中空构件，上缸体(9)和下缸体(7)上下同轴相连，活塞片(10)的外周与下缸体(7)的内周滑动密封配合，活塞杆(11)的上端与活塞片(10)同轴相连，活塞杆(11)的下端穿过下缸体(7)的底壁，并与辅助顶杆(14)相连。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种熔盐介质用止回阀，其特征在于：滚轮(4)的表面设有硬化处理层。

技术总结
一种熔盐介质用止回阀，属于阀门技术领域，本发明为了解决熔盐发电系统非满负荷运行时，止回阀阀瓣摆动震荡的问题。包括阀体、阀瓣和阀杆，阀体的上侧设有接管，阀盖组件与接管的上端密封相连；辅助顶杆穿透阀盖组件，辅助顶杆与阀盖组件滑动密封配合，阀盖组件上设有执行气缸，辅助顶杆的上端与执行气缸的活塞杆相连，摇臂上设置有滚轮，辅助顶杆的下端设有顶压凸缘，当熔盐发电系统非满负荷运行时，执行气缸的活塞杆伸出，顶压凸缘的下端面与滚轮的外周相切抵靠；执行器缸按实际工况施加输出力，熔盐介质好与执行气缸对阀瓣施力平衡，既能够保证辅助顶杆可靠地顶在滚轮上，使阀瓣不再震荡，又能保证阀瓣打开的旋启角度。

技术研发人员：孙明宇,李建宝,张英,李大猛
受保护的技术使用者：哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7