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帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥的制作方法

文檔序號(hào):5627826閱讀:384來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于一種安全閥門(mén),具體涉及一種帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥。
背景技術(shù)
當(dāng)前安全閥廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、冶金、核電、國(guó)防等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)。 隨著生產(chǎn)效率的提高,對(duì)于能源的需求也加大了 。為了節(jié)約能源,提高設(shè)備的使用效率,對(duì) 于節(jié)能減排的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。如電廠的設(shè)備,操作壓力越靠近設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力,效率就 越高,這樣就造成操作壓力與整定壓力十分接近,對(duì)提供超壓保護(hù)的安全閥性能的要求也 就提高了。 在高溫高壓的情況下,目前國(guó)內(nèi)的安全閥一般存在兩類問(wèn)題 其一是動(dòng)作性能參數(shù)超標(biāo)。在動(dòng)力鍋爐、乙烯裂解爐等高溫高壓容器的超壓保護(hù) 中,對(duì)于安全閥的動(dòng)作性能參數(shù)要求非常高,要求超壓《3%,啟閉壓差《4%。目前普通的 彈簧直接載荷式安全閥無(wú)法滿足這些動(dòng)作性能參數(shù)要求。因此,在高溫高壓蒸汽的工況下, 普通安全閥無(wú)法滿足苛刻的動(dòng)作性能要求,而導(dǎo)致性能參數(shù)超標(biāo)。 另一是密封性能差。安全閥屬于超壓保護(hù)裝置,對(duì)于密封性能有嚴(yán)格的要求。在
普通的彈簧載荷式安全閥中,起密封作用的是閥瓣的密封凸臺(tái),在高溫、高壓蒸汽介質(zhì)工況
下的密封性能較差。在受保護(hù)系統(tǒng)的壓力非常高的情況下,一旦達(dá)到安全閥的整定壓力,閥
門(mén)就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。在開(kāi)啟到回座的過(guò)程中,閥瓣的密封凸臺(tái)會(huì)受到強(qiáng)烈的沖擊。在安全閥
多次開(kāi)啟后,閥瓣的密封凸臺(tái)由于沖擊容易產(chǎn)生塑性變形而導(dǎo)致密封最終失效。 在高溫、高壓蒸汽介質(zhì)下,具有優(yōu)良動(dòng)作性能和密封性能的蒸汽安全閥成為了在
各行業(yè)實(shí)際使用中的迫切要求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥,它不僅能夠 在高壓的情況下具有優(yōu)良的密封性能,而且具有優(yōu)良的背壓調(diào)節(jié)性能,使安全閥在完成額 定排量后迅速回座。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥,它包括閥座,閥 座上連接有閥體,閥瓣由閥桿通過(guò)鋼球壓在閥座上,閥瓣的上部外套有襯套,襯套外套有導(dǎo) 套,導(dǎo)套的下部位于閥體內(nèi),上部卡在閥體頂部,在閥體的頂部安裝有閥蓋,閥蓋的空腔內(nèi) 安裝有桿狀部件閥桿,閥桿的一端與閥蓋的頂部外的把手連接,閥桿上套有彈簧,閥桿穿過(guò) 閥蓋底端的圓孔,閥桿與閥座底端的圓孔之間套有調(diào)節(jié)環(huán),調(diào)節(jié)環(huán)的下部為圓環(huán)狀的壓塊, 壓塊的下部為夾套,閥蓋的底部與閥體的頂部之間形成背壓腔。 所述的閥瓣底端為錐形導(dǎo)流錐狀結(jié)構(gòu),閥瓣密封面上部為一與密封面成角度的斜 面,該斜面延伸上去形成一個(gè)空腔,閥瓣通過(guò)或套螺紋與閥桿連接。 在閥瓣與閥座之間安裝有下調(diào)節(jié)圈,下調(diào)節(jié)圈的外緣處與下定位螺釘相連接,下定位螺釘穿過(guò)閥體的側(cè)面,螺釘頭與下調(diào)節(jié)圈相接觸;導(dǎo)套下部外還套有上調(diào)節(jié)圈,上調(diào)節(jié) 圈的外緣處與上定位螺釘相接觸,上定位螺釘穿過(guò)閥體的側(cè)面,螺釘頭與上調(diào)節(jié)圈相接觸。 所述閥蓋底部的一側(cè)開(kāi)有背壓腔出口,與背壓腔出口相對(duì)的另一側(cè)開(kāi)有背壓腔出 口 ,背壓腔出口內(nèi)通過(guò)鎖緊螺母固定有背壓釘。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,實(shí)現(xiàn)了在高溫、高壓蒸汽的工況下安全閥具有良好的密封性能、 動(dòng)作性能以及調(diào)節(jié)性能。通過(guò)使用彈性閥瓣大大提高了該種蒸汽安全閥的密封性能。背壓 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使安全閥的回座性能可以有效的得到調(diào)節(jié),從而使該蒸汽安全閥具有小的超壓和 啟閉壓差的高性能參數(shù),符合嚴(yán)格的節(jié)能減排要求和實(shí)際使用要求。并且本發(fā)明具有很高 的動(dòng)作性能參數(shù),能達(dá)到超壓《3%,啟閉壓差《4%。

圖1為本發(fā)明所提供的帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥整體結(jié)構(gòu)示意 圖; 圖2背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖; 圖3彈性閥瓣示意圖。 圖中,1閥座;2閥體;3下定位螺釘;4下調(diào)節(jié)圈;5鋼球;6上定位螺釘;7閥瓣;8 上調(diào)節(jié)圈;9襯套;10導(dǎo)套;ll背壓腔出口 ;12背壓釘;13鎖緊螺母;14夾套;15調(diào)節(jié)環(huán);16 閥蓋;17彈簧;18閥桿;19壓塊;20背壓腔出口 ;21背壓腔,22把手。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述 如圖1所示,帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥它包括閥座1,閥座1為螺 栓狀結(jié)構(gòu),中間具有通孔,在閥座1上通過(guò)螺紋連接有閥體2,閥體2內(nèi)開(kāi)有L形空腔且均 與外界連通,閥瓣7由閥桿18通過(guò)鋼球5壓在閥座1上,閥瓣7通過(guò)或套螺紋與閥桿18連 接。如圖3所示,閥瓣7為螺栓狀其底端為錐形導(dǎo)流錐狀結(jié)構(gòu)。在閥瓣7與閥座1之間安 裝有下調(diào)節(jié)圈4,下調(diào)節(jié)圈4的外緣處與下定位螺釘3相連接,下定位螺釘3穿過(guò)閥體2的 側(cè)面,螺釘頭與下調(diào)節(jié)圈4相接觸,并對(duì)下調(diào)節(jié)圈進(jìn)行調(diào)節(jié)。閥瓣7的上部外套有圓筒狀的 襯套9,襯套9外套有導(dǎo)套10,導(dǎo)套10的下部為圓筒狀結(jié)構(gòu),上部為法蘭狀結(jié)構(gòu),導(dǎo)套10的 下部位于閥體2內(nèi),上部卡在閥體2頂部,導(dǎo)套10下部外還套有上調(diào)節(jié)圈8,上調(diào)節(jié)圈8的 外緣處與上定位螺釘6相接觸,上定位螺釘6穿過(guò)閥體2的側(cè)面,螺釘頭與上調(diào)節(jié)圈8相接 觸。 所述的閥瓣7底端為錐形導(dǎo)流錐狀結(jié)構(gòu),閥瓣7密封面上部為一與密封面成角度 的斜面,該斜面延伸上去形成一個(gè)空腔,在閥瓣7密封面受到?jīng)_擊時(shí)能產(chǎn)生向上的彈性變 形;同時(shí),空腔的存在能增加密封面上的密封力。該彈性閥瓣有兩種工藝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)型式—— 整體式和分體式,整體式彈性閥瓣是將閥瓣整體加工成所需集合形狀;分體式彈性閥瓣是 將閥瓣分兩體進(jìn)行加工,然后組焊在一起,形成彈性閥瓣的整體零件。閥瓣7通過(guò)或套螺紋 與閥桿18連接。 如圖2和圖1所示,在閥體2的頂部安裝有閥蓋16,閥蓋16為圓筒狀結(jié)構(gòu),其內(nèi)部 為中空的,其底部的一側(cè)開(kāi)有背壓腔出口 ll,與背壓腔出口 ll相對(duì)的另一側(cè)開(kāi)有背壓腔出口 20,背壓腔出口 11內(nèi)通過(guò)鎖緊螺母13固定有背壓釘12,閥蓋16的空腔內(nèi)安裝有桿狀部 件閥桿18,閥桿18的一端通過(guò)鋼球5將閥瓣7壓在閥座1上,另一端與閥蓋16的頂部外的 把手22連接,閥桿18上套有彈簧17,閥桿18穿過(guò)閥蓋16底端的圓孔,閥桿18與閥座16 底端的圓孔之間套有調(diào)節(jié)環(huán)15,調(diào)節(jié)環(huán)15的下部為圓環(huán)狀的壓塊19,壓塊19的下部為夾 套14,夾套14與閥蓋16之間通過(guò)螺紋連接,閥蓋16的底部與閥體2的頂部之間形成背壓 腔21,其中,背壓釘12的端部為錐形,內(nèi)部為空腔,通過(guò)調(diào)節(jié)端部錐形與背壓腔21的孔的間 隙,來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的瀉出量,背壓腔出口 20通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)15和壓塊19之間的間隙調(diào)節(jié)來(lái)控制 介質(zhì)的泄放,通過(guò)這兩個(gè)背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),達(dá)到控制背壓的目的,從而提高高性能蒸汽安全閥 的動(dòng)作性能。 本發(fā)明具有特點(diǎn) 如圖2所示,針對(duì)高壓蒸汽需要高回座的特性,具有背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。背壓腔21由 導(dǎo)套10和閥蓋16形成。導(dǎo)套10嵌在閥體2上,閥蓋16壓在導(dǎo)套10上,閥蓋16與閥體2 間由螺栓固定。閥蓋內(nèi)腔中間裝入壓塊19,壓塊下端為夾套14,通過(guò)螺紋與閥蓋16連接。 閥桿18穿過(guò)導(dǎo)套10、閥蓋16。調(diào)節(jié)環(huán)15通過(guò)螺紋連接安裝在閥桿上,能上下調(diào)節(jié)。在閥蓋 中,背壓腔有通向大氣的兩個(gè)孔,在其中一個(gè)孔11上通過(guò)螺紋安裝有背壓調(diào)節(jié)釘12,背壓 調(diào)節(jié)釘端部為錐形,內(nèi)部為空腔,通過(guò)調(diào)節(jié)端部錐形與背壓腔孔的間隙,可以調(diào)節(jié)介質(zhì)的泄 出量,背壓調(diào)節(jié)釘調(diào)整好位置后,由鎖緊螺母13鎖緊。另一個(gè)孔20通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)15和壓塊 19之間的間隙調(diào)節(jié)來(lái)控制介質(zhì)的泄放。通過(guò)這兩個(gè)背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),達(dá)到控制背壓的目的,從 而提高高性能蒸汽安全閥的動(dòng)作性能。 如圖1所示,針對(duì)高壓蒸汽的工況,安全閥的閥瓣為彈性閥瓣7。閥瓣7安裝在襯 套9下端,襯套安裝在導(dǎo)套10內(nèi)腔,閥瓣上端通過(guò)活套螺紋與閥桿18連接,閥桿通過(guò)鋼球 5壓住閥瓣。該彈性閥瓣底端為錐形導(dǎo)流錐,閥瓣密封面上端為一斜面,延伸上去形成一個(gè) 空腔,當(dāng)閥門(mén)啟跳時(shí),閥瓣密封面受到?jīng)_擊。由于其上端為空腔,故密封斜面能產(chǎn)生向上的 彈性變形,這樣就避免了沖擊帶來(lái)的塑性永久變形,同時(shí),由于空腔的存在,在閥瓣關(guān)閉的 時(shí)候,系統(tǒng)介質(zhì)能通過(guò)空腔施加向下的壓力,輔助增加了密封面上的密封壓力,使安全閥能 維持可靠的密封性能。彈性閥瓣的具體的結(jié)構(gòu)如圖3所示。 其中,彈性閥瓣7有兩種工藝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)型式,一種結(jié)構(gòu)為整體式彈性閥瓣,另一種 結(jié)構(gòu)為分體式彈性閥瓣。整體式彈性閥瓣是將閥瓣整體加工成所需的幾何形狀;分體式彈 性閥瓣是將閥瓣分兩體進(jìn)行加工,然后組焊在一起,形成彈性閥瓣的整體零件。 本發(fā)明的動(dòng)作過(guò)程及使用方法如下 在圖1所示的整體結(jié)構(gòu)中,高性能蒸汽安全閥由閥座1、閥體2、閥蓋16等零件組 成,在閥體2上,安全閥還帶有上、下兩個(gè)調(diào)節(jié)圈3、6。閥座l的入口與受保護(hù)的壓力系統(tǒng)連 接,且感應(yīng)受保護(hù)系統(tǒng)的壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高,達(dá)到安全閥設(shè)定的整定壓力時(shí),閥瓣7下 端的壓力與閥瓣7上端由彈簧17通過(guò)閥桿18和鋼球5傳遞的豎直向下的力達(dá)到平衡,閥 門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟,蒸汽介質(zhì)通過(guò)閥瓣7和閥座1間的密封面開(kāi)始泄出。隨著系統(tǒng)壓力的繼續(xù)升 高,閥瓣7向上運(yùn)動(dòng)。在系統(tǒng)壓力達(dá)到排放壓力時(shí),安全閥達(dá)到全開(kāi)啟狀態(tài),受保護(hù)系統(tǒng)的 超過(guò)壓力得到釋放。 系統(tǒng)蒸汽介質(zhì)在排放過(guò)程中,大部分通過(guò)安全閥的出口法蘭泄出,另外小部分蒸 汽介質(zhì)通過(guò)閥瓣7、襯套9、導(dǎo)套10之間的間隙進(jìn)入由導(dǎo)套10和閥蓋16形成的背壓腔21。背壓腔21在閥蓋16上有兩個(gè)出口 11、20,其中出口 11由背壓釘12端部的錐形面控制間 隙,背壓釘12與閥蓋16通過(guò)螺紋連接,且由鎖緊螺母14通過(guò)螺紋連接來(lái)鎖緊。背壓腔的 另一個(gè)出口 20由調(diào)節(jié)環(huán)15、壓塊19、夾套14來(lái)共同控制。調(diào)整調(diào)節(jié)環(huán)15與壓塊19的間 隙可以控制背壓腔內(nèi)介質(zhì)的排放。通過(guò)這些調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12、鎖緊螺母13、夾套14、調(diào)節(jié)環(huán)15、 壓塊19控制背壓腔內(nèi)的介質(zhì)壓力。 隨著安全閥的開(kāi)啟,進(jìn)入背壓腔內(nèi)的介質(zhì)逐漸增多,背壓腔內(nèi)壓力逐漸增加,該壓
力與彈簧17產(chǎn)生的作用力疊加,當(dāng)系統(tǒng)壓力經(jīng)過(guò)泄放后,壓力會(huì)降低,不足以克服該疊加
力,該疊加力就推動(dòng)襯套9帶動(dòng)閥瓣7加速向下運(yùn)動(dòng),直至閥瓣7關(guān)閉。完成一次開(kāi)啟過(guò)程。 安全閥關(guān)閉的時(shí)間非常短,閥桿通過(guò)鋼球5推動(dòng)閥瓣7沖擊閥座1,由于受保護(hù)的
系統(tǒng)壓力屬于高壓,使得該作用力非常大,通常會(huì)使閥瓣7與閥座1間的密封面產(chǎn)生塑性變
形而破壞。通過(guò)采用彈性閥瓣,在彈性閥瓣密封凸臺(tái)內(nèi)部加工一個(gè)凹進(jìn)去的空腔,這樣閥瓣
的密封凸臺(tái)受到?jīng)_擊時(shí),會(huì)產(chǎn)生彈性形變,從而避免了密封面的破壞。在安全閥關(guān)閉后,由
于閥瓣密封面上部空腔的存在,系統(tǒng)壓力會(huì)作用于密封凸臺(tái),從而輔助閥瓣的密封。這樣既
提高了安全閥的使用壽命,又提高了安全閥在高壓蒸汽下的密封性能。 本發(fā)明的安全閥特別適用于高壓蒸汽,對(duì)于高壓蒸汽介質(zhì)具有良好的密封性能以
及優(yōu)良的動(dòng)作性能。排放壓力和回座壓力以及回座后的密封性能滿足超壓《3% ,啟閉壓差
《4%。該閥具有良好的高溫、高壓密封性能和超壓保護(hù)性能,可廣泛應(yīng)用于電站鍋爐和乙
烯裂解爐等高溫高壓蒸汽裝置。
權(quán)利要求帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥,它包括閥座(1),閥座(1)上連接有閥體(2),其特征在于閥瓣(7)由閥桿(18)通過(guò)鋼球(5)壓在閥座(1)上,閥瓣(7)的上部外套有襯套(9),襯套(9)外套有導(dǎo)套(10),導(dǎo)套(10)的下部位于閥體(2)內(nèi),上部卡在閥體(2)頂部,在閥體(2)的頂部安裝有閥蓋(16),閥蓋(16)的空腔內(nèi)安裝有桿狀部件閥桿(18),閥桿(18)的一端與閥蓋(16)的頂部外的把手(22)連接,閥桿(18)上套有彈簧(17),閥桿(18)穿過(guò)閥蓋(16)底端的圓孔,閥桿(18)與閥座(16)底端的圓孔之間套有調(diào)節(jié)環(huán)(15),調(diào)節(jié)環(huán)(15)的下部為圓環(huán)狀的壓塊(19),壓塊(19)的下部為夾套(14),閥蓋(16)的底部與閥體(2)的頂部之間形成背壓腔(21)。
2. 如權(quán)利要求1所述的帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥,其特征在于所述 的閥瓣(7)底端為錐形導(dǎo)流錐狀結(jié)構(gòu),閥瓣(7)密封面上部為一與密封面成角度的斜面,該 斜面延伸上去形成一個(gè)空腔,閥瓣(7)通過(guò)套螺紋與閥桿(18)連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥,其特征在于 在閥瓣(7)與閥座(1)之間安裝有下調(diào)節(jié)圈(4),下調(diào)節(jié)圈(4)的外緣處與下定位螺釘(3) 相連接,下定位螺釘(3)穿過(guò)閥體(2)的側(cè)面,螺釘頭與下調(diào)節(jié)圈(4)相接觸;導(dǎo)套(10) 下部外還套有上調(diào)節(jié)圈(8),上調(diào)節(jié)圈(8)的外緣處與上定位螺釘(6)相接觸,上定位螺釘 (6)穿過(guò)閥體(2)的側(cè)面,螺釘頭與上調(diào)節(jié)圈(8)相接觸。
4. 如權(quán)利要求3所述的帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥,其特征在于所述 閥蓋(16)底部的一側(cè)開(kāi)有背壓腔出口 (ll),與背壓腔出口 (11)相對(duì)的另一側(cè)開(kāi)有背壓腔 出口 (20),背壓腔出口 (11)內(nèi)通過(guò)鎖緊螺母(13)固定有背壓釘(12)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種安全閥門(mén),具體涉及一種帶背壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和彈性閥瓣的蒸汽安全閥。它包括閥座,閥座上連接有閥體,閥瓣由閥桿通過(guò)鋼球壓在閥座上,閥瓣的上部外套有襯套,襯套外套有導(dǎo)套,導(dǎo)套的下部位于閥體內(nèi),上部卡在閥體頂部,在閥體的頂部安裝有閥蓋,閥蓋的空腔內(nèi)安裝有桿狀部件閥桿,閥桿的一端與閥蓋的頂部外的把手連接,閥桿上套有彈簧,閥桿穿過(guò)閥蓋底端的圓孔,閥桿與閥座底端的圓孔之間套有調(diào)節(jié)環(huán),調(diào)節(jié)環(huán)的下部為圓環(huán)狀的壓塊,壓塊的下部為夾套,閥蓋的底部與閥體的頂部之間形成背壓腔。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是,實(shí)現(xiàn)了在高溫、高壓蒸汽的工況下安全閥具有良好的密封性能、動(dòng)作性能以及調(diào)節(jié)性能。
文檔編號(hào)F16K17/06GK201539613SQ20092027879
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者劉青烽, 楊英 申請(qǐng)人:北京航天動(dòng)力研究所
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