CN1050082A - 改进了的减压和调节阀 - Google Patents

Abstract

用于同时降低蒸汽压力和温度的减压和调节 阀。该发明包括分成第一和第二腔的阀体，第一腔具 有把高压过热蒸汽引入调节阀的输入口，第二腔具有 把减温和减压蒸汽排出调节阀的输出口；在第一和第 二腔间固定于阀内部的环座；与环座滑动配合的空心 圆柱笼；当所述笼处于第一位置时，允许蒸汽在第一 和第二腔间流动。当处于第二位置时，允许蒸汽有控 制的泄漏；和所述笼连接用于在第一和第二位置间调 节所述笼的水杆，所述杆装置具有一个用于把减温水 喷入第二腔和蒸汽相混合的输出口。

Description

本发明针对用于同时降低蒸汽压力和温度的改进了的减压与调节阀。本发明尤其是针对调整尺寸在1英寸和2英寸之间的整体蒸气减压与调节阀。

本发明针对改进了的减压和调节阀。业已研制了减压与调节阀来同时降低蒸汽压力和温度。减压与调节阀一般用于涡轮机旁路，烘干滚筒，空气预热螺线管，设备连接管线，流程反应器，叶片驱动装置，压缩机驱动装置，工厂供热，燃油加热，蒸发器加热和蒸汽雾化中精确的温度和压力控制。

减压阀降低了输入蒸汽压力。蒸汽调节阀通过高压过热蒸汽和减温蒸汽或雾化水混合来工作，现有技术的减压和调节阀所遇到的一个问题是它们的控制复杂与困难。现有技术的调节阀所遇到的一个特殊问题原是调节发生在接近阀件处。这种调节阀要求复杂的结构来使直接进入阀件的蒸汽或水进行减温，因而雾化水或减温蒸汽常不能达到均匀的分布。现有技术调节阀在阀件的下游还积聚了凝结水，并遭受漏水。对于调节和减压阀来说，还要求调整尺寸处在1.0至2.0英寸之间。由于缩小了调整尺寸，可由单件来制造给水栓、阀杆和排水管，从而简化了制造并降低成本。

综上所述，本发明的目的是要提供一种减压和调节阀，其调整直径小到足以允许阀杆和给水栓用单件来制造。

本发明还有一个目的是要提供一种减压和调节阀，它包括蒸汽有控制的泄漏来加热阀的下游端，并有助于消除凝结水。

本发明再有一个目的是要提供一种其漏水控制得到改善了的减压和调节阀。

本发明是针对一种经特殊设计来使热应力和热疲劳减至最小并改善流动特性的具有带角度的阀壳的减压和调节阀。本发明的几个实施例都包括整体配水***，该***供应减温水，它用来提供正比于给水栓位置的某一固定水/蒸汽流量比。该流量比随阀行程而变。本发明还包括一个迷宫环***，而不是活塞环。该迷宫环包含6-10道沟槽以减少平衡给水栓型的调整位置和阀帽之间的蒸汽泄漏。此外，由于减小了调整尺寸，给水栓和阀杆可用单件制造。

在其蒸汽调节实施例中，本发明包括一种新颖的喷嘴，在阀的高端流出口区内，它使水雾化并均匀分布。该喷嘴具有一涡流和加速腔，更有助于形成一种细密而一致的雾型。这一特性确保了完全雾化，从而使蒸发和温度控制最佳。

本发明公开了一种用于同时降低引入蒸汽的压力和温度的减压和蒸汽调节阀。本发明包括一阀件，分成第一和第二腔，第一腔具有一输入口，用于把高压过热蒸汽引入调节阀，第二腔具有一输出口，用于把减压的蒸汽和水排出调节阀。一环座固定于阀体内部进出口之间。圆柱阀装置在环座内可滑动地配合，在第一和第二腔之间延伸，在其阀体部分上还有许多孔口，以便当圆柱阀装置处于第一位置时，允许第一和第二腔间的蒸汽流动，并当圆柱阀装置处于第二位置时，允许第一和第二腔间的蒸汽受控制的泄漏。一水杆轴向穿过圆柱阀装置和外壳的中心，在第二腔内终止，该水杆将减温水输送到第二腔，该阀杆还连接于圆柱阀装置，并可滑动地调节处于第一和第二位置之间的圆柱阀装置。最后，配置于水杆终端的喷嘴装置把减温水喷入到第二腔，和进入第二腔的蒸汽混合。

以上简述和以下的详述在连同附图一起阅读时将会更清楚地理解。为了说明本发明，在附图中图示了本发明的一个优选实施例，然而应当理解，本发明并不限于所示拘泥的装置和工具。

图1是优选实施例的调节阀剖视图，处于关闭状态;

图1A是图1调节阀的剖视图，处于打开状态;

图2是优选实施例的具有焊于保持环内适当位置的扩散器板的调节阀的剖视图;

图3是优选实施例的喷嘴和水杆的剖视图;

图3A是图3喷嘴的剖视图;

图3B是图3A的喷嘴的平面图;

图3C是优选实施例的喷嘴的加大仰角的透视图;

图4是本发明的平衡栓式减压阀的剖视图;

图5是本发明的非平衡式减压阀的剖视图;

图5A是图5的非平衡式减压阀的冲孔笼的断开的剖视图;

图6是本发明的具有消音器笼的非平衡密封栓式减压阀;

图7是本发明减压阀的低噪音消音器笼栓的放大视图;

图8是图2调节阀带了装有泡沫金属的扩散器板的剖视图;

图8A是图8调节阀另一构造的断开的视图;

图9是利用本发明的金属消音泡沫的另一调节阀的剖视图。

参照附图叙述本发明，其中相同的另件应用相同的标号。参照图1和1A，它们表示了优选实施例调节阀的正剖视图。阀10包括一个外壳12，外壳12有一个用于喷射过热蒸汽的入口14和一个排出减温蒸汽（和水）或减压蒸汽的出口16。该壳体是模锻的，然而也可以铸造。该壳体包括一个输入腔18和一个输出腔20。这些腔被环座22分隔，由壳体内向内延伸的壁形成。阀体为带角度的结构，表示一种比直列式结构更可靠，更简单和更便宜的入口通道。

所示栓组件包括上、下圆柱笼部分27、29，和环座22配合，分成输入腔和输出腔。环座封焊于阀体上。可伸缩间隙22a允许热膨胀存在，阀座具有硬化处理的表面22b，并制成无泄漏。圆柱笼部分26分成基本实心的上笼部分27和冲孔的下笼部分29，过热蒸汽从输入腔18流过冲孔的下笼部分。基本实心的上笼部分包含通孔25，目的是使压力蒸汽有控制地漏到输出腔20，以便加热输出腔，从而消除积累的凝结水，并防止热冲击。孔25还有一种附加的用途。正和下文将要详细讨论的，由于调节阀采用了迷宫式密封来提供一种有控制的泄漏，腔30a内的压力必须卸去以平衡所述笼。移动平衡式笼所需的能量较少，因此驱动器也小。笼和座组件起着阀的作用，以控制输入和输出腔间的蒸汽流动。

所述阀壳具有另一开口33，用于支承阀帽30和水杆组件31。阀帽是用耐热低碳合金制成的。阀帽的轴向部分包含一孔34，用以保持水杆52。阀帽30由一锁母46保持在压力密封组合环42内，并用一间隔环48进一步支承。由石墨标准环50进行密封。该阀包括一后部密封装置51，在全开位置上它为阀帽提供气密密封。

基本实心的上圆柱笼27穿过阀帽30内的空腔30a滑动。笼27沿其上部外圆周27a包含一迷宫环36。迷宫环便于笼27在空腔30a内滑动，并且还减少了过热蒸汽自入口19漏入空间30a。水杆52经阀帽30的孔34延伸，轴向穿过圆柱笼26内部，并伸到外腔20。水杆52在其上端包含一些计量孔54，在移动时它们和进水管56对准。水杆52穿过阀壳内的孔口33，经密封件41以其上端固定。水杆52和笼27在阀壳空腔30a内可滑动调节。冲孔套筒58在水杆上端包围水管。套筒冲孔58a靠近水管52的上端，并允许水自水管56流到水杆52上的孔54中。阀座的直径处于1.0至2.0寸之间。由于调整尺寸小，水杆和笼组件均可用单件制造。

参照图2，它是在图1调节阀的基础上加一扩散板60，扩散板60由焊于阀体上的保持环62保持在适当的位置上。

现在参照图3叙述出水口喷嘴。参照图3A-3C，表示了水杆52的最下部分。水管具有一输出口53，输出口包括一喷嘴64，喷嘴保持在杆52a的最下部。喷嘴64镶入水杆内，由单件组成。

喷嘴64包括与水杆52端部连接的环形凸缘66和具有涡旋式喷嘴68的上部以及加速腔72。涡旋式喷嘴68由垫板73盖住。喷嘴68包括若干切向向下延伸的水道70，它们要使水产生涡流。水涡流离开固定于喷嘴端部的空心加速圆柱体72，在那里，它进入输出腔20。

现在参照图1、1A、2和3-3C，叙述本发明的调节阀的操作。参照图1A，表明调节阀处于开启位置。水杆和笼组件均向上拉出。这一向上移动相应地把阀杆52和笼27经迷宫环拉入阀帽空腔30a内，蒸汽经阀座22上方的输入口14流入阀体12，并流过冲孔笼29上的冲孔，产生压力降低。蒸汽然后向下流经阀座22而后进入输出腔。在全开位置上，栓肩紧靠在阀帽下端的后座，从而消除流入空腔30a的蒸汽流。

同时，在杆组件40上部上的水孔54对准冲孔58a和进水管56。冷却水沿杆向下并从喷嘴64喷出。迷宫环36起着减少过热蒸汽自输入腔漏入阀帽空腔30a的作用。蒸汽和水在强紊流区内混合，从而降低了温度。逐渐向上移动杆和栓，在笼29上以及杆上部54上若干确定的冲孔数接通。因此喷入的减温水量正比于流经阀的蒸汽量。

由于上述水喷嘴和阀流体动力的独特设计，水在输出腔20内和蒸汽完全混合，而不冲击阀体的内壁。压力和温度都降低了的蒸汽排出被充分调节的下游管内，从而不致于损伤下游机械装置，即阀。在全开位置，栓肩撞击在阀帽底端的后座，并免除蒸汽流进入空腔30a。迷宫环槽能收集存在于蒸汽流中的小的夹杂盐颗粒。迷宫环使高的蒸汽压力下降，并形成一个有控制的泄漏。迷宫环消除了活塞环、环的固有价格以及可能的磨损问题。

图1公开了在关闭位置上的所述杆和笼栓组件。如图所示，水杆52和栓27被推向下面，并重叠于环座22上。栓27包含孔口的数量有限，它们允许受控制的蒸汽泄漏量通至输出腔。受控制的泄漏量加热输出腔20，当阀如图1A所示开启时，起着去除累积的凝结水并防止热冲击的作用。在上水杆上的孔54被向下拉，离开进水管和冲孔的水套58。这样，内笼上的孔便不暴露于蒸汽或水流。

图4-7表示了另外的优选实施例。图4-7的实施例是针对各种减压阀和一体化的平衡栓与无消音器笼的非平衡密封栓的。

图4表示一种平衡式减压阀。图4的阀除了它不包括水蒸汽调节装置和图1的阀是相同的。该阀把单件阀和图1与图1A的杆组件结合在一起。栓27还包括一个迷宫环36，它便于移过阀帽30，降低了蒸汽泄漏。迷宫环槽能收集存在于蒸汽流内的小的夹杂与盐的颗粒。迷宫环使高的蒸汽压力下降。迷宫环消除了活塞环与环的固有价格以及可能磨损的问题。在操作中，栓被杆缩回到阀帽空腔30a内，暴露了冲孔的笼部分29。当开闭时，栓27允许有一个稳定的蒸汽泄漏量进入输出腔20内。

图5和6表示非平衡式密封栓结构。图5的栓由一个能收缩的单件圆柱冲孔栓76组成。该栓有一实心的顶区78，它和座22配合，形成气密密封。如在图5A更为详细表示的，实心的顶区78用作一种栓，并由杆80缩回，以暴露其冲孔的外罩76。在冲孔的表面上的孔相互重叠。这种重叠为获得一种光滑波动自由直线流动特性是必要的。此外，顶排孔较小。在阀移过一死带（一般为1/25英寸），流体开始流过该栓上的较小顶孔。图6表示图5的栓带上一消音器笼82，后者构成座22的整体部分，并伸至输出腔20。消音器笼82是由耐热低碳合金钢制成的。图5和图6中的阀帽不包含容纳缩回阀组件的空腔30a。各自的栓均由被保持在阀帽内并由钨铬钴导套84导向的杆80驱动，导套在全开位置上还形成后座。

图7表示一种带低噪声消音器笼90的非平衡式气密栓。像图5和6的实施例一样，图7的栓具有实心顶部78，和座22构成一气密密封。

该栓由马氏体钢制成，并包含多个蒸汽孔88。消音器部分有一冲孔的罩壳，由耐高温马氏体不锈钢制成，并延伸到输出腔20。栓和消音器部分用电子束焊焊在一起89。消音器90充以包含90%自由流空间的不锈钢金属泡沫97。因此在泡沫内的压力损失是很小的。工作时，带有数以千计小流道的金属泡沫把高能单元流***成许多低能流束，从而显著降低了处于30-15000赫芝频率范围的声压级。工作时，冲孔的栓由杆80提升，以容许在输入和输出腔之间的蒸汽通过消音器90。

消音器由诸如镍和镍铬材料制成的金属泡沫制造。该材料有几个优点。首先是它把单元流束***成千上百条低能流束。其次，它形成一个低压降。再则，该材料具有高的疏松度且极轻。最后，它能防腐蚀，并能被压缩装入任何几何结构内。

图8表示在图1和图2的基础上带有保持环的蒸汽调节阀。保持环支承一层本发明的金属泡沫92。在图8A中所示的另一实施例中，泡沫被夹在螺纹环94，扩散板96和扩散环97之间。

图9表示金属泡沫98在另一调节和减压阀中的应用，在这一实施例中，喷嘴100***输出腔。

熟悉本发明技术的人将会意识到，在不背离其宽广的发明构思的情况下，对本发明的上述实施例可以作出种种改变。因此，应当明了，本发明并不限于所公开的特定的实施例，而是要覆盖处于如下面所附的权利要求书所限定的本发明的范围和精神内的所有种种变更。

Claims (19)

1、一种用于降低蒸汽压力的阀，包括：

被分成第一和第二腔的阀体，所述第一腔具有一个用以把高压过热蒸汽输入到所述调节阀的输入口，所述第二腔具有一个用以把减压蒸汽排出所述阀的输出口；

一个在所述第一和第二腔之间固定于所述阀内部的环座；

一个与所述座可滑动配合的空心圆柱笼，所述笼具有一些冲孔，当所述笼处于第一位置时，它们允许在所述第一和第二腔之间的蒸汽流动，当所述笼处于第二位置时，所述冲孔被封闭以阻止所述蒸汽流动；

和所述笼连接用于调节处于第一和第二位置之间的所述笼的装置。

2、如权利要求1所述的用于降低蒸汽压力的阀，其特征在于环座的直径处于1.0至2.0英寸之间。

3、按权利要求1所述的要求，其特征在于所述笼和用于调节所述笼的装置均由单件制成。

4、按权利要求1所述的要求，还包括一个具有保持与支承所述可滑动缩回的笼的空腔的阀帽及调节装置，所述可滑动笼具有一个便于所述笼在阀帽空腔内滑移的迷宫环，所述迷宫环收集自蒸汽中析出的夹杂的盐，并使泄漏减至最少。

5、按权利要求4所述的要求，其特征在于所述可滑动笼包含一个后座，构成与阀帽的气密密封。

6、按权利要求1所述的要求，其特征在于所述笼具有附加的冲孔，当所述笼处于第二位置时，它们允许自第一腔至第二腔受控制的蒸汽泄漏量，所述受控制的泄漏量趋于加热第二腔，并去除其中积累的凝结水。

7、按权利要求1所述的要求，还包括一个部分连接于所述座并延伸到输出腔的消音器笼。

8、按权利要求6所述的要求，其特征在于所述消音器笼包含具有约90%自由流空间的吸音金属泡沫。

9、按权利要求1所述的阀，其特征在于所述调节装置是一根水杆，所述杆具有一个用以喷射降温水到第二腔，从而使降压蒸汽得到调节的输出口。

10、按权利要求9所述的调节阀，还包括一个与水杆装置保持操作连接，用于控制进入水杆装置的减温水流量的水阀，当所述笼处于第一位置时，水阀开启;当所述笼处于第二位置时，它关闭。

11、按权利要求9所述的调节阀，其特征在于水阀包括所述阀杆上部的一些冲孔，当所述笼处于第一位置时，它们和进水管对准，当所述笼处于第二位置时，阻断进水管。

12、按权利要求8所述的水管，其特征在于所述水杆装置包括一水管。

13、一种用于同时降低输入蒸汽的压力和温度的调节阀，包括：

被分成第一和第二腔的阀体，所述第一腔具有一个用以把高压过热蒸汽输入到所述调节阀的输入口，所述第二腔具有一个用以把调节后的蒸汽排出所述调节阀的输出口;

一个在所述第一和第二腔间固定于所述阀体内部的环座;

与环座可滑动配合并在第一和第二腔间延伸的圆柱阀装置，所述圆柱阀装置在其阀体部分具有多个冲孔，当圆柱阀装置处于第一位置时，允许蒸汽在第一和第二腔之间流动，当圆柱阀装置处于第二位置时，所述冲孔封闭蒸汽流，所述圆柱阀装置具有附加的冲孔，当圆柱阀装置处于第二位置时，允许有某一受控制的蒸汽泄漏量;

一个穿过所述圆柱阀装置并终止于第二腔，用于把减温水输送到第二腔的水杆，所述水杆和所述圆柱阀装置连接，在第一和第二位置间可滑动调节圆柱阀装置。

位于水杆端部用于把减温水喷入第二腔与输入第二腔的蒸汽相结合的装置。

14、按权利要求13所述的调节阀，还包括一个和水杆装置保持操作连接，用于控制进入水杆装置的减温水流的水阀，当所述圆柱阀处于第二位置时，所述水阀开启;当所述圆柱阀处于第一位置时，所述水阀关闭。

15、按权利要求13所述的调节阀，其特征在于水阀包括在阀杆上部的冲孔，当圆柱阀处于第一位置时，它们和进水管对准;当圆柱阀处于第二位置时，阻断进水管。

16、按权利要求13所述的调节阀，其特征在于所述水杆包括一水管。

17、按权利要求16所述的调节阀，其特征在于用于喷射水的装置包括一个***水杆端部的喷嘴，所述喷嘴包括多个产生水涡流的切向延伸导管和一个伸入第二腔用于输送并加速进入第二腔的所述水涡流的空心圆柱套。

18、一种用于同时降低输入蒸汽的压力和温度的调节阀，包括：

被分成第一和第二腔的阀体，所述第一腔具有一个用以把高压过热蒸汽输入到所述调节阀的输入口，所述第二腔具有一个用以把调节后的蒸汽排出所述调节阀的输出口;

一个在所述第一和第二腔间固定于所述阀体内体的环座;

在环座内可滑动配合的圆柱阀装置，所述圆柱阀装置在第一和第二腔之间延伸，在阀体的第一部分上有第一套孔口，当所述阀装置处于第一位置时，允许蒸汽在第一和第二腔之间流动，所述阀装置在阀体的第二部分上有第二套孔口，当所述圆柱阀装置处于第二位置时，允许在第一和第二腔之间有受控制的蒸汽泄漏。

一个轴向穿过所述圆柱阀装置和所述外壳中心并终止于第二腔的水杆，所述水杆把减温水输送到第二腔，所述水杆还和所述圆柱阀装置连接，并在第一和第二位置间可滑动地调节所述圆柱阀装置。

控制所述水杆与所述圆柱阀装置间漏水的装置;

位于所述水杆终端，用于把雾化水喷入第二腔与输入第二腔的蒸汽相混合的装置。

19、在具有一个被阀分隔的输入口和输出口及阀座的类型的蒸汽减压阀中，一个改进了的消音器笼包括：

一个用于降低进入输入口的蒸汽压力的冲有孔的套;

一个和所述冲孔套偶合并伸入所述输出口的消音器，它包括一个装有具有约90%自由流空间的金属泡沫填料的冲孔罩壳。

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