專利名稱：多力平衡熱雙金屬疏水閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種疏水閥，它涉及到一種熱雙金屬疏水閥，特別涉及到一種多力平衡熱雙金屬疏水閥，可用于封閉蒸汽系統(tǒng)中排放凝結(jié)水阻止蒸氣泄漏。
在用于蒸汽管網(wǎng)的疏水閥中較通用的一種是熱雙金屬疏水閥，它一般由閥蓋、閥座、閥芯、熱雙金屬控制元件和閥體主要部分構(gòu)成。它主要是根據(jù)不銹熱雙金屬的性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計的，因采用不同的形狀，不同性質(zhì)的不銹熱雙金屬其疏水閥的性能不同，達(dá)到的效果也不同，目前，世界上生產(chǎn)該類閥的廠家不少，如德國Gestra公司生產(chǎn)的BK型系列疏水閥、英國Spirax，sarco公司生產(chǎn)的SM型熱雙金屬疏水閥等，他們均有各自的專利產(chǎn)品。發(fā)明人在深入研究這些產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，為了克服BK系列熱雙金屬疏水閥的一些缺點，諸如靈敏度低，漏氣量大，關(guān)閉性能差以及當(dāng)蒸汽壓力大幅度波動時，不能自動調(diào)節(jié)等，提出了“一種新的熱雙金疏水閥”(CN85203950V)的專利申請，它根據(jù)蒸汽的熱動力和控制元件的熱靜力作用的原理，公開了特征在于采用特殊內(nèi)角(大內(nèi)角為110°～120°)的菱形雙金屬控制元件的疏水閥，實施結(jié)果表明取得了積極效果。然而它和其他背密封型(利用閥芯拉動閥瓣關(guān)閉閥孔)的疏水閥一樣，仍存在下述缺點在閥關(guān)閉狀態(tài)下，控制元件作用在閥芯上的熱拉力(以下用P熱表示)與蒸汽作用在閥瓣上的壓力(以下用P汽表示)和閥座作用在閥瓣上的力即關(guān)閉力(以下用P關(guān)表示)的合力平衡?？捎?1)式表示P熱＝P汽＋P關(guān)……(1)從(1)式可以看出，閥瓣所承受的蒸汽壓力P汽越高，熱雙金屬控制元件的熱拉力P熱越高，即載荷越高，越容易產(chǎn)生疲勞變形，疏水閥的使用壽命也就越短；而蒸汽作用在閥瓣上的壓力P汽的大小，是與疏水閥的工作蒸汽壓力及閥孔的橫截面積成正比，工作壓力越高，P汽越大，閥孔橫截面越大，P汽越大。
在閥孔開啟排放凝結(jié)水狀態(tài)下，控制元件的熱拉力P熱與作用在閥瓣上的蒸汽壓力P汽平衡，可用(2)式表示。
P熱＝P汽……(2)從(2)式同樣可知，這類熱雙金屬疏水閥的工作壓力越高其使用壽命越短，排量越大(即閥孔面積越大)，使用壽命也越短。
本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，為提高熱雙金屬疏水閥的使用壽命，擴大排量，提高工作壓力而公開的一種多力平衡熱雙金屬疏水閥的設(shè)計方案。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的主要包括閥體、閥座、閥蓋、熱雙金屬控制元件、閥芯和閥瓣，其特征在于閥瓣與閥體之間設(shè)有托力彈簧。
此外，托力彈簧可置于閥體相連的彈簧托力調(diào)節(jié)栓上，其托力大小由托力調(diào)節(jié)栓調(diào)節(jié)，熱雙金屬控制元件可通過閥芯與設(shè)在閥蓋上的熱靜力調(diào)節(jié)栓相連，其熱靜力大小由熱靜力調(diào)節(jié)栓調(diào)節(jié)。
由于本實用新型在閥瓣下方設(shè)有托力彈簧，當(dāng)閥處在關(guān)閉狀態(tài)時，蒸汽作用在閥瓣上的壓力P汽和閥座對閥瓣的壓力即關(guān)閉力P關(guān)，將由熱雙金屬控制元件的熱拉力P熱和托力彈簧的托力P彈來平衡，減小了控制元件的拉力。當(dāng)閥處在開啟狀態(tài)時，作用在閥瓣的蒸汽壓力P汽，將由托力彈簧的托力P彈平衡，控制元件不受力的作用，因此，大大提高了閥的使用壽命。
以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的工作原理


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型在蒸汽溫度下關(guān)閉狀態(tài)示意圖；圖3為本實用新型在凝結(jié)水溫度下開啟狀態(tài)示意圖。
參見
圖1，本實用新型屬于一種從蒸汽密封系統(tǒng)排放凝結(jié)水的裝置，包括閥體9，閥座5，閥蓋2，熱雙金控制元件3，閥芯4，閥瓣6，其特征在于閥瓣6與閥體9之間設(shè)有托力彈簧7；托力彈簧的托力大小由設(shè)在閥體上的彈簧托力調(diào)節(jié)栓來調(diào)節(jié)；熱雙金屬控制元件3的熱靜力大小由設(shè)在閥蓋2上的控制元件熱靜力調(diào)節(jié)栓1來調(diào)節(jié)。各主要零部件可如下聯(lián)接閥芯4穿閥座閥孔；熱雙金屬控制元件3每二塊組成一組，主動層在外，被動層在里疊放，多組疊放在一起，閥座5上的二個定位銷穿過控制元件邊緣二只孔，閥芯4穿過控制元件中間一只孔，然后旋轉(zhuǎn)閥芯4把控制元件壓板10用螺紋固定在閥芯上，并用閥座5上的兩只定位銷固定控制元件壓板10的方位，這樣就構(gòu)成了一個疏水閥的心臟——調(diào)節(jié)器。把彈簧托力調(diào)節(jié)栓8擰在閥體上，調(diào)節(jié)栓在閥體外面的一端用螺母擰緊固定調(diào)節(jié)栓方位，然后將托力彈簧7自由地放在彈簧托力調(diào)節(jié)栓上端，把調(diào)節(jié)器固定在閥體9上，然后把控制元件熱靜力調(diào)節(jié)栓1從閥蓋2中間孔自下而上穿過，在閥蓋2外面用螺母擰緊固定控制元件熱靜力調(diào)節(jié)栓1的方位后，把閥蓋2蓋在閥體上，旋轉(zhuǎn)控制元件熱靜力調(diào)節(jié)栓1使閥芯上端插入熱靜力調(diào)節(jié)栓下端的凹下處，擰緊閥體與閥蓋四只固定螺絲，上述即為本閥的主要裝配過程。
下面簡要說明本實用新型的工作原理把多力平衡熱雙金屬疏水閥安裝在管路上后，打開閥前截止閥，管路內(nèi)凝結(jié)水和空氣進(jìn)入疏水閥，此時溫度較低，控制元件3拱形度較小，在凝結(jié)水沖力作用下閥瓣向下位移，托力彈簧7縮短，閥孔開啟，大量排放凝結(jié)水和空氣。由于凝結(jié)水的不斷排放，其溫度逐漸升高，控制元件3拱形度逐漸加大，閥芯4向上位移，當(dāng)閥內(nèi)溫度接近蒸汽溫度時，閥瓣與閥座接觸，閥孔關(guān)閉。多力平衡熱雙金屬疏水閥關(guān)閉狀態(tài)示意圖如圖2所示。此時閥芯4受四個力作用，向上的作用力有熱雙金屬控制元件3的熱拉力P熱和托力彈簧7的托力P彈，向下的作用力有蒸汽作用在閥瓣上的壓力P汽和閥座5對閥瓣6的壓力即關(guān)閉力P關(guān)，關(guān)閉狀態(tài)時這四個力是平衡的，如(3)式所示P熱＋P彈＝P汽＋P關(guān)……(3)從(1)式和(3)式比較可以看出，當(dāng)兩種閥的閥孔直徑相同，工作壓力相同情況下，兩個等式的右邊是相同的，而左邊不同，(3)式的P熱比(1)式的P熱小得多，可見在關(guān)閉狀態(tài)下，多力平衡熱雙金屬疏水閥控制元件熱拉力比不放彈簧的小。
疏水閥關(guān)閉以后，閥內(nèi)凝結(jié)水逐漸增多，溫度逐漸降低，控制元件3首先消除彈性變形，消除關(guān)閉力，然后逐漸減小熱變形，即拱形度逐漸變小，閥孔逐漸開啟，排放凝結(jié)水速率逐漸加大，當(dāng)凝結(jié)水具有足夠的過冷度時，排量達(dá)到了最大值。此時控制元件3拱形度較小，閥芯向下位移距離較大，閥芯向下的作用力完全由托力彈簧承擔(dān)，而控制元件3沒有閥芯的拉力作用而呈自由狀態(tài)，即完全開啟狀態(tài)，其示意圖如圖3所示。此時，作用在閥芯4上的力有二個一個是向上的彈簧7的托力P彈，另一個向下的作用在閥瓣上的蒸汽壓力P汽，此時二個力平衡，如(4)式所示P彈＝P汽……(4)從(4)式和(2)式比較可以看出，本實用新型疏水閥和目前使用的背密封無托力彈簧熱雙金屬疏水閥開啟后排放凝結(jié)水時，前者控制元件無載荷作用，后者承受凝結(jié)水對閥瓣沖力作用。
如果，蒸汽壓力穩(wěn)定，可以把多力平衡疏水閥調(diào)節(jié)成連續(xù)排放狀態(tài)，使控制元件基本處于自由狀態(tài)，以避免機械疲勞變形，確保疏水閥具有長壽命。
當(dāng)多力平衡疏水閥在更高蒸汽壓力下使用時，通過調(diào)節(jié)彈簧托力調(diào)節(jié)栓8，提高彈簧托力，以抵消作用在閥瓣上的蒸汽壓力的提高。通過調(diào)節(jié)控制元件拉力調(diào)節(jié)栓1，加大控制元件的間隙余量，以抵消由于蒸汽壓力提高，溫度升高，控制元件拱形度加大，引起熱拉力的增大，使控制元件3所提供較恒定的熱拉力，以確保疏水閥具有有效的關(guān)閉力，避免控制元件承受較大的機械載荷，而產(chǎn)生機械疲勞變形，縮短使用壽命。
當(dāng)多力平衡熱雙金屬疏水閥在較低蒸汽壓力下使用時，通過調(diào)節(jié)彈簧托力調(diào)節(jié)栓8，降低彈簧7托力，使彈簧的托力與作用在閥瓣6上的蒸汽壓力建立起新的平衡關(guān)系，通過調(diào)節(jié)控制元件熱位力調(diào)節(jié)栓1，減小控制元件間隙量。疏水閥工作壓力降低，蒸汽溫度降低，引起控制元件熱拉力減小，但由于減小了控制元件隙余量，在關(guān)閉溫度下，控制元件仍能產(chǎn)生足夠的彈性變形，可以產(chǎn)生足夠的關(guān)閉力，故疏水閥仍能產(chǎn)生良好的疏水堵汽功能。
為了使多力平衡熱雙金屬疏水閥在蒸汽壓力波動較小的情況下使用，不發(fā)生失靈問題，本實用新型采用了“CN85203950V”實用新型設(shè)計的大內(nèi)角為110°～120°菱形控制元件，在蒸汽壓力較穩(wěn)定或較高情況下，本實用新型控制元件的形狀采用圓形。
本實用新型是在“CN85203950V”實用新型基礎(chǔ)上研究設(shè)計的，與“CN85203950V”實用新型相比，本實用新型在本質(zhì)上有區(qū)別。
1. 本實用新型與“CN85203950V”實用新型疏水閥開關(guān)閥孔的力在本質(zhì)上有區(qū)別，“CN85203950V”實用新型在閥瓣下方?jīng)]有放置彈簧，僅利用雙金屬控制元件的熱靜力與蒸汽的熱動力平衡關(guān)系設(shè)計的，而本發(fā)明在閥瓣下方放置了托力彈簧，是利用控制元件的熱靜力，彈簧的機械力和蒸汽的熱動力平衡關(guān)系設(shè)計的，兩種疏水閥關(guān)閉孔的力的來源在本質(zhì)上有區(qū)別。
2. 本實用新型與“CN85203950V”實用新型兩種熱雙金屬疏水閥，在閥孔大小相同，工作壓力高低相同情況下，兩種閥的控制元件所承受的載荷大小不同，前者載荷小，后者載荷大，在關(guān)閉時，前者控制元件承受的載荷小，后者大；在開啟時，前者可以調(diào)節(jié)到零，而后者不能。因此前者控制元件不容易產(chǎn)生機械疲勞變形，使用壽命長，而后者控制元件容易產(chǎn)生機械變形，使用壽命短。
3. 本實用新型控制元件所承受的載何不受工作壓力的影響，而“CN85203950V”實用新型的控制元件所承受的載荷隨著工作壓力的提高而增大，因此前者的使用壽命一般不受工作壓力的影響而后者一般隨工作壓力提高，使用壽命縮短。
4. 本實用新型控制元件所承受的載荷大小不受閥孔大小的影響，即不受排量的影響，故其使用壽命不受排量影響，而“CN85203950V”實用新型的控制元件所承受的載何與閥孔大小直接有關(guān)，閥孔越大載荷越大，使用壽命也就越短，因此，排量越大，其使用壽命越短。
權(quán)利要求1.一種多力平衡熱雙金屬疏水閥，涉及從封閉蒸汽系統(tǒng)中排放凝結(jié)水阻止蒸汽泄漏的裝置，包括閥體、閥座、閥蓋、熱雙金屬控制元件、閥芯和閥瓣，其特征在于閥瓣和閥體之間設(shè)有托力彈簧；
2.如權(quán)利要求1所述的疏水閥，其特征在于托力彈簧可置于與閥體相連的彈簧托力調(diào)節(jié)栓上；
3.如權(quán)利要求1所述的疏水閥，其特征在于熱雙金屬控制元件為大內(nèi)角是110°～120°的菱形控制元件或圓形控制元件；
4.如權(quán)利要求1，3所述的疏水閥，其特征在于熱雙金屬控制元件通過閥芯與設(shè)在閥蓋上的熱靜力調(diào)節(jié)栓相連。
專利摘要一種多力平衡熱雙金屬疏水閥，涉及從封閉蒸汽系統(tǒng)中排放凝結(jié)水阻止蒸汽泄漏的裝置。包括閥體、閥座、閥蓋、熱雙金屬控制元件、閥芯和閥瓣等。由于在閥瓣下方設(shè)有托力彈簧并在閥體上設(shè)有可調(diào)節(jié)彈簧托力大小的調(diào)節(jié)栓，在閥蓋上設(shè)有可調(diào)節(jié)熱雙金屬控制元件熱靜力大小的調(diào)節(jié)栓，因此，它的熱雙金屬控制元件所承受的載荷較小，在使用過程中可減少或避免機械疲勞變形，故可明顯提高疏水閥使用壽命，工作壓力和排量。
文檔編號F16T1/00GK2148242SQ9222137
公開日1993年12月1日 申請日期1992年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月26日
發(fā)明者丁文凱 申請人:丁文凱