專利名稱:1500℃超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種1500℃超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)，包括閥桿、閥瓣主體，所述閥瓣主體上端通過凸緣連接凸耳，該凸耳中的流道入口端和閥瓣主體內(nèi)的凹窩連通；凸耳中的流道出口端和外接冷卻系統(tǒng)的回收端連接，而該凹窩通過水冷噴頭和外接冷卻系統(tǒng)的入口端連通。所述凸耳包括內(nèi)圈部分和外圈部分，該內(nèi)、外圈部分密封組裝成一體；所述內(nèi)圈部分的外周面上均布凹槽，該凹槽內(nèi)加工有上、下布置的孔，在整個(gè)圓周上形成上、下層孔；該上、下層孔均和內(nèi)圈部分的內(nèi)表面貫通。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)將大大減小高溫介質(zhì)對(duì)閥座密封面的直接沖刷，提高了閥門的使用壽命和運(yùn)行的可靠性，經(jīng)傳熱熱力計(jì)算得閥瓣在1500℃超高溫的工況下能夠安全可靠運(yùn)行。
【專利說明】
15 O (TC超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于閥門制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于超過金屬熔化溫度的超高溫工況下的閥門中與介質(zhì)接觸的閥瓣的結(jié)構(gòu)，具體指一種能滿足1500°c超高溫介質(zhì)的具有水冷結(jié)構(gòu)的閥瓣。

【背景技術(shù)】
[0002]在800°C左右較低溫度等級(jí)的高溫閥門，國(guó)內(nèi)外有完全采用非金屬制作的閥門，但由于非金屬材料的屬性不能滿足急冷急熱及高壓工況的要求。國(guó)內(nèi)外還有采用水冷措施使閥門能正常工作的，但其結(jié)構(gòu)原因使介質(zhì)的熱損失太大，會(huì)使閥門出口介質(zhì)達(dá)不到試驗(yàn)的要求，因而不能被采用。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，在抗高溫領(lǐng)域，不能制造出能滿足1500°C超高溫高壓高速工況下能安全工作的閥門。
[0003]當(dāng)閥門的工況是1500°C下5.0MPa時(shí)，按正常的ASME B16.34查得800°C下該材料的壓力是5.26MPa,返算到常溫下壓力為4500LB，1500°C下5.0MPa超過了 ASME B16.34第2.2組材料額定值的范圍，所以工況條件很苛刻，減緩超高溫高壓高流速介質(zhì)對(duì)閥座密封面的沖刷是閥門安全工作首要解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種能在超過金屬熔化溫度的超高溫工況下安全可靠運(yùn)行的閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)。
[0005]為此，所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種1500°C超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu),包括閥桿、閥瓣主體,所述閥瓣主體上端通過凸緣連接凸耳，該凸耳中的流道入口端和閥瓣主體內(nèi)的凹窩連通；凸耳中的流道出口端和外接冷卻系統(tǒng)的回收端連接，而該凹窩通過水冷噴頭和外接冷卻系統(tǒng)的入口端連通。
[0007]所述凸耳包括內(nèi)圈部分和外圈部分，該內(nèi)、外圈部分密封組裝成一體；所述內(nèi)圈部分的外周面上均布凹槽，該凹槽內(nèi)加工有上、下布置的孔，在整個(gè)圓周上形成上、下層孔；該上、下層孔均和內(nèi)圈部分的內(nèi)表面貫通。
[0008]閥瓣主體上端由凸緣形成上、下環(huán)槽，下環(huán)槽通過連接孔和閥瓣主體內(nèi)的凹窩連通的同時(shí)和所述下層孔連通；上環(huán)槽和所述上層孔)連通；所述連接孔均布在所述凹窩上端的周邊。
[0009]所述水冷噴頭內(nèi)的流道沿流體流動(dòng)的方向呈漏斗狀的結(jié)構(gòu)。
[0010]本實(shí)用新型與閥桿組件組焊為一體形成一個(gè)水循環(huán)結(jié)構(gòu)不僅達(dá)到水冷的目的而且使閥門在超過金屬熔化溫度的超高溫工況下安全可靠運(yùn)行。
[0011]本實(shí)用新型中，閥瓣凸耳的設(shè)計(jì)，使得高溫介質(zhì)的一部分熱量被其吸收并在此處形成壓降，高溫介質(zhì)流經(jīng)后在閥座與凸耳形成的空腔中形成紊流，進(jìn)一步降低介質(zhì)壓力和溫度；這樣的結(jié)構(gòu)將大大減小高溫介質(zhì)對(duì)閥座密封面的直接沖刷，提高了閥門的使用壽命和運(yùn)行的可靠性。如果不設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)，介質(zhì)的溫度壓力流速過高，就像線切割一樣會(huì)將閥座、閥瓣沖壞，將會(huì)使冷卻水流出發(fā)生爆炸事故，閥門不能正常工作。

【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型閥瓣主體的剖視示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型凸耳的組裝示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型凸耳內(nèi)圈部分的外形示意圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型凸耳內(nèi)圈部分的截面示意圖；
[0017]圖6為本實(shí)用新型水冷噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，一種1500°C超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)，包括閥桿、閥瓣主體，其特征在于:所述閥瓣主體I上端通過其凸緣1-6密封連接凸耳1-1，該凸耳中的流道入口端和閥瓣主體I內(nèi)的凹窩1-2連通；凸耳中的流道出口端和外接冷卻系統(tǒng)的回收端連接，而該凹窩1-2通過水冷噴頭2和外接冷卻系統(tǒng)的入口端連通。
[0020]所述凸耳1-1包括內(nèi)圈部分4和外圈部分3，該內(nèi)、外圈部分焊接密封組裝成一體；該外圈部分3由導(dǎo)熱材料制成，將少量因密封不嚴(yán)流過的高溫介質(zhì)冷卻，凸耳與閥座在關(guān)閉狀態(tài)下形成的空腔中將熱空氣冷卻，降低直接對(duì)閥座面的沖刷，使的閥門在高溫狀態(tài)下工作更加可靠。所述內(nèi)圈部分4的外周面上均布凹槽1-3，該凹槽1-3內(nèi)加工有上、下布置的孔，在整個(gè)圓周上形成上、下層孔1-4、1-5 ;該上、下層孔1-4、1-5均和內(nèi)圈部分4的內(nèi)表面貫通。
[0021]閥瓣主體I上端由凸緣1-6形成上、下環(huán)槽1-7、1-8，下環(huán)槽1-8—端通過連接孔1-9和閥瓣主體I內(nèi)的凹窩1-2連通，另一端和所述內(nèi)圈部分4上的下層孔1-5連通；上環(huán)槽1-7和所述內(nèi)圈部分4上的上層孔1-4連通；所述連接孔1-9放射狀均布在所述凹窩
1-2上端的周邊。
[0022]所述水冷噴頭2內(nèi)的流道沿流體流動(dòng)的方向呈漏斗狀的結(jié)構(gòu)。口由大變小，增大了水流壓力，使冷卻水流動(dòng)更加暢通。
[0023]本實(shí)用新型使用時(shí)與閥桿組件焊接在一起，閥桿組件包括間隙布置的閥桿主體5和閥桿套6，閥桿主體5和閥瓣上端密封連接并且其流道和所述水冷噴頭2連通，而閥桿套6和所述凸耳焊接密封連接后使凸耳上端的上層孔1-4和閥桿主體5和閥桿套6之間的間隙貫通。當(dāng)閥桿組件在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥瓣與閥座貼合分離，達(dá)到密封和開啟，為了保證運(yùn)動(dòng)過程中高流速介質(zhì)的沖刷，閥瓣主體I密封面四周噴涂鈷基硬質(zhì)合金，為了保證加工過程中與閥桿的同軸度，在閥瓣主體I最前端設(shè)一凸臺(tái)鉆工藝孔1-10，進(jìn)一步保證加工精度，使得密封可靠，冷卻水從閥桿主體5進(jìn)水，通過閥瓣主體I內(nèi)水冷噴頭2進(jìn)入，此時(shí)出水口變小，壓力增大，到達(dá)閥瓣主體I凹窩底部呈增壓狀態(tài)，加壓流向四周布滿了發(fā)射狀連接孔1-9位置，從連接孔1-9中流出，聚集在閥瓣主體I的下環(huán)槽1-8中，流向凸耳內(nèi)圈部分的下層孔1-5后通過凹槽1-3流入上層孔1-4中，見圖4凸耳內(nèi)圈部分4的外形圖，上、下兩排孔--對(duì)應(yīng)，兩排孔在圓周方向都在一個(gè)加工的凹槽凹槽1-3內(nèi)，凸耳內(nèi)圈部分4由一塊完整的圓盤形材料加工而成，減少了組焊部分而減少焊縫，減少了加工缺陷，每一個(gè)孔為一個(gè)流道，均勻的分布為48個(gè)Φ 10的孔兩排，由圓周寬度為12的48個(gè)凹槽一一聯(lián)通到達(dá)閥瓣主體I的上環(huán)槽1-7中，從閥桿主體與閥桿套I形成的間隙空腔流出，形成閥瓣部位冷卻水的一個(gè)不可逆的單循環(huán)過程，以確保金屬閥瓣在滿足正常的機(jī)械性能下工作。
【權(quán)利要求】
1.一種1500°C超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)，包括閥桿、閥瓣主體，其特征在于:所述閥瓣主體(I)上端通過凸緣(1-6)連接凸耳(1-1)，該凸耳中的流道入口端和閥瓣主體(I)內(nèi)的凹窩(1-2)連通；凸耳中的流道出口端和外接冷卻系統(tǒng)的回收端連接，而該凹窩(1-2)通過水冷噴頭(2)和外接冷卻系統(tǒng)的入口端連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500°C超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸耳(1-1)包括內(nèi)圈部分(4)和外圈部分(3),該內(nèi)、夕卜圈部分密封組裝成一體；所述內(nèi)圈部分(4)的外周面上均布凹槽(1-3)，該凹槽(1-3)內(nèi)加工有上、下布置的孔，在整個(gè)圓周上形成上、下層孔(1-4、1-5);該上、下層孔(1-4、1-5)均和內(nèi)圈部分(4)的內(nèi)表面貫通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種1500°C超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)，其特征在于:閥瓣主體(I)上端由凸緣(1-6)形成上、下環(huán)槽(1-7、1_8)，下環(huán)槽(1-8)通過連接孔(1-9)和閥瓣主體(I)內(nèi)的凹窩(1-2)連通的同時(shí)和所述下層孔(1-5)連通；上環(huán)槽(1-7)和所述上層孔(1-4)連通；所述連接孔(1-9)放射狀均布在所述凹窩(1-2)上端的周邊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500°C超高溫閥門的水冷閥瓣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水冷噴頭(2 )內(nèi)的流道沿流體流動(dòng)的方向呈漏斗狀的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F16K51-00GK204284646SQ201420767774
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