CN1133084A - 具有流量节流器外部调节机能的提升阀 - Google Patents

Abstract

一种提升阀，具有在提动阀芯下游的节流器，它可旋转提升阀杆而从外部调节。该节流器之形式为以螺纹安装在阀导承上的节流环，且该节流环的直径小于被提升头密封的阀孔直径，从而通过阀孔可拆卸地组装节流环，同时以在节流环上延伸得对径大于阀孔直径的突出的有帽螺杆，防止无意中拆卸。提动阀芯也配有一与阀座邻近的等高区域，该区域在提动阀芯初始开启移动之后形成一节流器，使得当压差发生在邻接的提动阀芯密封面时将这些密封面上的腐蚀磨损减至最小。

Description

具有流量节流器外部调节机能的提升阀

本发明总的来说涉及阀门，尤其是涉及所带内部节流器能独立于提动动阀芯的运行而被从外部加以调节以使提动阀芯完全打开时穿过阀门的流体流率产生变化之提升阀。

此类阀门的一个用途在于清扫锅炉所用的吹灰器。吹灰器使用一个活动的喷气、喷水或大多常常是喷蒸汽的喷嘴，以一支活动喷枪所供的高压，将锅炉管的燃烧积垢除去。由于该喷枪被移入和移出锅炉的各个不同的进口，就必须使供应蒸汽所用之控制阀能迅速开合，而且在运行时要能够便利地调节流量。

业已发现，由于蒸汽对于阀门材料具有腐蚀性，特别是对此种调节所需之节流器具有腐蚀性，因而，最好在提升阀下游某处配备可调节的节流器。这样，提升阀就能以往返长度固定的提动阀芯，照样开合地运行，以将对于阀座的任何腐蚀减至最小程度，并确保提动阀芯尤其是阀座的使用寿命长久，而更换阀座费用较贵且更换起来可能需要昂贵的停机时间。使用一个与提动阀芯及其密封功能分开的节流器构件，可以不必挪动阀座就将产生必要压差的该节流器构件更换或维修。

特别适于吹灰器所用的先前的一种阀门设计方案，在1965年1月5日获准的美国专利第3,164,364号中阐明。该阀门具有一个由阀杆驱动的提动阀芯，阀杆则在装于阀体中的阀导承中可以滑动。阀座装于阀体下部，封闭着与阀杆端部相连接的阀门提动阀芯。在阀座上方是一个节流器表面，它与可用螺栓啮合在阀导承上并靠一根穿入阀体侧部的销子而防止转动的另一个节流器构件配合。要调节阀门，就必须移开销子并***一个工具以使该节流器构件旋转，因而，当阀门运行时此构件就不能调节。

对上述阀门所作的改进在1992年4月4日获准的美国专利第5,135,198号中阐明。该阀门的设计方案大体上与上述者相似，但是，其节流器构件也装在阀杆上，在非环形表面之间贴合。结果，这样配置就可旋转阀杆从而旋转节流器构件。从而，该构件可以顺着阀导承的螺纹移向及移离阀座的节流器部。然而，由于阀座组件是焊接定位的，维修时只有完全拆卸阀门包括移开阀导承，才能更换该节流器构件。因此，尽管该设计方案不必将阀门从吹灰器上移开就可调节节流器，但它依然不便于更换任何零配件。

按照本发明推荐实施例的阀门，包括一个具有入口室、出口室及此二者之间的结为一体的分隔层之阀体。由于是为了装在吹灰器中，设计得使入口通口在底部有一连接凸缘，而出口通口则从侧面延伸以便通过阀门的流体必须转一个直角弯。分隔层与底部平行，其中部有一阀孔通口位于压插在环绕该通口之隔层下侧中的坚硬的阀座插头中。在该通口正上方装有一旋入顶壁中且与阀座及阀孔同心而向下延伸的阀导承。提动阀芯有一适合向上移动并封贴着阀座的头***于隔层下侧。阀杆穿过下端装有填料的阀导承而向上延伸，该下端可被一旋入阀导承中的填料衬套压住。阀杆延伸得超出填料衬套，并穿过一个固定于阀杆上一条槽中以支承一根压缩弹簧一端的弹簧***，该弹簧的另一端邻接着填料衬套以使提动阀芯偏向头体与阀座接合的闭合位置。阀杆端部承受着侧面带有拧紧平面且由横向销子固定在阀杆上的一个帽盖。

一个节流环被以螺纹旋在位于出口室中的阀导承下端，该环通常为侧壁上有内螺纹与阀导承的外螺纹啮合之杯形物。该节流环之横向的下壁***有一非环形的即正方形的通孔使阀杆穿过。在此区域，阀杆之剖面为适宜穿过节流环底壁中方形通孔的匹配方形，因而与阀杆旋转，节流环也随之旋转，且由于该环与阀导承为螺纹连接，它就在出口室中上下移动。节流环有一直径微微小于阀体隔层中阀孔通口直径的圆筒形外表面。因此，当需要更换节流环时，仅须取下销子，卸下帽盖及上部的弹簧***，就可卸下阀杆帽盖，然后就可通过阀门底部卸下提动阀芯。当节流环被旋离阀导承时，也可通过阀的隔层中的阀孔通口以及入口室将其卸下。为了防止无意中发生这种事情，从节流环上径向地伸出一对有帽螺杆，这样，螺杆头部向外延伸超出圆筒形外表面并防止节流环进入阀壁的通口中，从而防止并非为了作必要的清洗有意卸下有帽螺杆而卸下节流环的情况。

本发明的另一特性在于，为了在节流环生效之前提动阀芯初始启动时，使压差对阀座的腐蚀变得最小而作的配置。阀座有一平坦的密封面，还有一从该密封面向上延伸且与阀体之壁上的阀孔面一起延伸的圆筒形孔口面。提动阀芯本身也有一与其外周边邻接的平面，以及在该阀门平面内侧上形成于头体上的U形槽。该槽内侧往上延伸超出该阀门平面之上，以限定一个有着与圆筒形孔口面靠近的圆筒部之等高部，以及一个从该圆筒部的上缘朝着阀杆向内延伸的平缘。

有了此种配置，当阀门初初移离阀座之后，压差就发生在这一等高区域而非密封面上。当阀门进一步开启时，此等高区就扩大直至当阀门几乎完全开启而压差转移至节流环上之时，这种情况依节流环调节而定。因此，只有当初始开启移动和最终关闭移动时，才会有损伤性压差发生在阀门面及阀座上。

本发明的上述及其他便利及优点，从以下连同附图对推荐实施例所作的详述中，会易于使专业人员明了。

图1是该提升阀的垂直剖面图，显示该阀处于闭合位置及限流器处于最小流量位置的情况；

图1A是沿图1中线段1A—1A截取而成之剖面图；

图1B是沿图1中线段1B—1B截取而成之剖面图；

图2是相似于图1但为显示该提升阀处于开启位置之垂直剖面图；

图3是相似于图2提升阀开启而限流器接近于最小流量位置之垂直剖面图；

图4是该提升阀的部件分解图。

参照该阀被以剖面加以较细致显示的各附图，就会明白，许多特性依赖于个别用途、进口与出口的连接以及阀门的启动而有所不同，由于这些东西是技术常识，未将它们真正当作本发明一部分。所示阀门具有一阀体或阀壳10，其通常为带有被一水平隔层14分开的入口室11与出口室12之一铸件。该隔层中部有一筒形阀孔通口16，其下端有一适宜接纳最好以适当的耐磨材料所制的阀座插头18之埋头孔17。阀座插头被压插定位，并在露于入口室11的一侧形成一平坦的环形阀座面19。应注意，阀座插头18有一筒形孔20，其直径与阀孔通口16直径相同，理由后面再详细说明。

在入口室11下端，有一带有连接凸缘22的入口孔21，构成一与蒸汽或其他喷吹剂之来源适配的管道接头。同样，在出口室12一侧之延伸部上，有一出口孔24，该孔也配有凸缘25，构成一与吹灰器或阀门所供其他装置适配的管道接头。阀壳10上与入口孔相反一侧有一带螺纹的通孔27，此孔在正常情况下被带螺纹的管塞(未显示)封堵住。该通孔27也可换作清扫***的一个接头来用。

阀壳10有一层顶壁29，通常与隔层14平行延伸并有一层外表面30。顶壁29中形成一螺纹孔32与阀孔通口16同心对齐，用于将一带螺纹的、并带有与外表面30相邻的外凸缘34的阀导承33拧入该孔32中。带螺纹的阀导承33有一截末梢36朝着阀孔通口16而向下延伸，末梢36包括一段埋头孔38，该孔上方是一下文要详细说明的导引阀杆之环形导引部39。在导引部39上方是一带螺纹的填密埋头孔41，其下端接纳适当的阀填料42，其上端接纳带螺纹的填料衬套44，要明白，在正常操作时，该衬套44可以旋转，且由于它与阀导承33螺纹啮合而能用以压实填料42防止其沿着阀杆泄漏。因此，填料衬套44也有一内孔46为阀杆充当导引承载，且其上端有一不仅充当使填料衬套44旋转的扳紧面而且充当弹簧座的径向延展的凸缘47。

带有位于阀座插头18之下的头体51及向上延伸穿过出口室12的阀杆52之提动阀芯49，安装在阀体10中。位于头体51正上方的阀杆下部有一剖面为正方形(见图1A)的部份54，在其上之阀杆其余部份在56处为圆形或筒形，此段穿过阀导承33的导引部39，穿过填料42和填料衬套44而向上延伸，终止于一包括一条围着圆周延伸的环形槽58之顶端59。阀杆帽61盖在顶端59上，由一根横向的滚动销62定位。帽盖61的外周边上最好有扳紧平面，但除了借助滚动销62，要防止帽盖相对于顶端59而旋转。这样，如果提动阀芯49内部咬紧以便不围着阀杆52的轴线旋转，那么，不切断滚动销62以使帽盖61与顶端59之间相应旋转，就只能施加有限的扭矩于整个帽盖61。这样就会防止阀门内部结构的损伤，例如当阀门关闭时提动阀芯还要旋转而可能发生的损伤，从而防止任何内部损伤。位于帽盖61正下方是一块平的弹簧***64，它装在环形槽58中，用于将环绕着阀杆并与填料衬套44的凸缘47贴合的阀门弹簧66约束住。这样，弹簧66恒定偏向***64，从而，整个提动阀芯就往上朝向阀头体51与阀座插头18啮合的闭合位置。

在阀导承33下端沿着末梢部36的外周边上有一些螺纹68承受一个带有与螺纹68啮合的螺纹套筒72之节流环71。该节流环71有一直径略微小于阀孔通口16及入口通口21直径的圆筒外表面73，该表面之下端终止于一层延跨过阀导承33并有一中心方孔76以匹配地接纳阀杆52的方形部54之底壁74上。由于方形部54与方孔76的此种接合，用扳头扳帽盖61而旋转阀杆52就会使节流环71对应于阀导承而旋转，且由于螺纹啮合，节流环71能沿着阀导承垂直地从图1与图2所示完全开启位置移向图3所示充分节流位置。因此，当节流环降低时，底壁74与圆筒表面73之间的边缘77就移得较为接近阀孔通口16，以限定决定着通过阀门的流率之节流区。通过使此节流区小于阀头体51与阀座插头18之间区域小些的方式，导致腐蚀作用的压差就会在节流环71与阀孔通口16之间发生，以防止在阀门提升头与阀座面19之间的密封面受损伤。

节流环71下端有一对有帽螺栓78旋入与底壁边缘77邻近处正好相反的两侧外表面73的适配孔口中，这对有帽螺栓外突的头79径向延所限定之对径大于阀孔通口16之直径。如果节流环向下移动直至边缘77下行进入阀孔通口16中，有帽螺栓79就会贴靠在壁14顶部以阻止节流环再往下移动。因此，不可能因为无意中旋转阀杆52而使节流环71完全旋离阀导承。然而，当需要拆卸阀门时，仅须通过通孔27向内***一把适配的扳子拧开两个有帽螺栓78，随后，就可把节流环通过阀孔通口16及入口通口21而卸下来。当这样做时，如图4所示，首先必须卸下滚动销62及阀杆帽盖61，才能把整个提动阀芯49通过入口通口21而卸下。

当阀门装于吹灰器或其他装置中时，开动与阀杆帽盖61配合且将阀门下移直至阀头体51远离阀座足以使通过阀门的流量最大之致动器而打开阀门。当阀门打开时，转动阀门帽盖61而使阀杆旋转，直至节流环71下移得足以使通过出口通口24的流量减至符合要求的流率。由于减少流量所要求的节流此时发生在节流环71的边缘77与阀孔通口的上缘之间，因压差导致的任何腐蚀均发生在这些地方，而不是发生在阀座密封面19处及提动阀芯处。由于磨损发生在阀门的非密封部位，所能发生的某种程度的机械磨蚀或金属移离且足够大的话，可在阀门关闭时不损失任何填料的情况下通过调节节流环71位置之方式予以补偿。

然而，在头体51移离阀座的阀门初始开启阶段，通过阀门的流动就会开始且这一区域会发生高压差。为了对此加以限制，在阀门初始开启运动及最终闭合运动时要采用另一种节流方式以限制在阀座面19上可能产生压差的那一段时间。如图2与图3清晰显示的那样，阀头体51有一位于入口室11中的端面81，该端面终止于圆筒形周边82处，此周边当阀门处于闭合位置时贴合在水平隔层14上围着阀座插头18而形成的减压孔83中。在端面81上方不远处是一适宜与阀座面19密封配合的环形平坦密封面84。这些密封面上没有锥形斜度，它们均是完全在一个平面上平直地与阀杆52轴线成正交而延伸的平面。在密封面84向内一侧有一U形槽86使密封面84可微微伸缩以确保其与阀座面吻合。槽86的内侧87向上延伸一段距离，高出密封面84而终止于边缘88，在该处与阀头体的平缘89相接。由于侧边87为圆筒形且与阀座孔间隔近，侧边87与阀座孔20之间的间隔所形成的节流，大于阀门打开很短一段距离后密封面84与阀座面19之间形成的节流，且前一种节流由于压差事实上逐渐从边缘88与阀座孔20之间的空隙转向前述依节流环位置而定的节流环边缘77处的空隙而在阀门开启运动期间继续着。因此，产生于密封面84及19处的压差，在阀门刚刚打开和最后关闭时仅为最小。

虽然对本发明的推荐实施例已加以显示和描述，但显然在本发明范围内可对零部件进行各种修改及重新安排。

Claims (7)

1.一种阀门，包括：有着限定入口室与出口室的壁之阀体，该阀体包括分隔上述入口室与出口室之横向隔层；上述横向隔层中的阀孔通口；在上述横向隔层上环绕着上述阀孔而在上述入口室中延伸的阀座；固定在上述阀体隔层中并从中穿过而伸入上述出口室中与上述阀座轴向对准并与阀座平面成正交的阀导承，该阀导承也伸至上述阀体外面限定着一轴向延伸的阀导承孔；有着一个在上述进口室中与上述阀座可密封接合的阀头体之提动阀芯，该提动阀芯有着一根穿过上述阀导承孔而延伸的阀杆，并有一端超出上述阀体外面隔有一段距离；固定在上述阀杆端部上的帽盖设施；围绕上述阀杆的外部而延伸且可与上述帽盖设旋接合以使上述提动阀芯偏向上述阀头体与上述阀座密封接合的闭合位置之弹簧设施；上述阀导承在与上述阀座邻接的端部外面具有螺纹；与上述阀导承可用螺纹啮合的环形节流环，以便该节流环和上述阀导承之间的相对旋转使节流环移向和移离上述阀孔通口，该节流环有一直径小于该阀孔通口直径之外表面，该节流环还有一其中有非圆环形通口穿过而围绕着上述阀杆延伸的端壁；上述阀杆有一邻接上述端壁的匹配非圆环形部从而上述提动阀芯的旋转使上述节流环移向和移离上述阀孔通口；在上述节流环上至少有一可拆卸的突部能操作以防止该节流环穿过该阀孔通口而移动。

2.如权利要求1所述的阀门，其特征在于：上述可拆卸的突部为有帽螺杆。

3.如权利要求1所述的阀门，包括一对可拆卸的突部，每一突部位于上述节流环外表面完全相对的两部份上。

4.如权利要求3所述的阀门，其特征在于：上述可拆卸的突部为有帽螺杆。

5.一种阀门，包括：有着限定入口室与出口室的壁之阀体，该阀体包括分隔上述入口室与出口室之横向隔层；上述横向隔层中的阀孔通口；在上述横向隔层上环绕着上述阀孔而在上述入口室中延伸的阀座；该阀有一对上述阀孔之流体流动下游的主节流器；固定在上述阀体隔层中并从中穿过而伸入上述出口室中与上述阀座轴向对齐并与阀座平面成正交的阀导承，该阀导承限定着一轴向延伸的阀导承孔；带有一个位于上述入口室中的阀头体之提动阀芯，该提动阀芯带有一根穿过上述阀导承孔而延伸且限定一条阀门轴线的阀杆；上述阀门头体密封面形成阀门闭合时与上述阀座的密封接合，该阀门头体及阀座二者之密封面平坦的且处于与上述阀门入口正交的平面上；上述提动阀芯有一在上述密封面与上述阀杆之间延伸的等高面，该等高面与上述阀孔配合，当该阀门头体移离该阀座大于一预定距离时即对通过该阀的流体流量形成节流器，从而，入口室与出口室之间的压差就发生在该等高面与该阀孔之间的该节流器处，当该阀门头体与该阀座之间的的间隔小于上述预定距离时上述压差就发生在该阀门头体密封面与该阀座之间。

6.如权利要求5所述的阀门，其特征在于：上述阀孔及上述等高面的一部分为圆筒形的，从而，该阀门头体之移动超过该预定距离不会因另一个预定的移动距离而在该节流器中形成变化。

7.如权利要求5所述的阀门，其特征在于：上述主节流器是一个以螺纹旋在上述阀导承上的可调节式节流环。

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