CN204420293U - 电磁泄压阀的先导密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁泄压阀的先导密封结构，所述的电磁泄压阀包括主辅阀整体式和主辅阀分体式的电磁泄压阀。主要技术方案为：在阀盖的下侧设置与阀盖进行密封连接的先导阀座，先导阀座上设有与阀杆密封面配对的阀座密封面，阀杆密封面为球面、阀座密封面为锥面，关闭时两者以相切状态吻合；阀杆下部设置有阀杆导向面、先导阀座上相应设置有阀座导向面用于对阀杆下端进行导向定位。密封面堆焊高硬度钴基合金、阀杆密封面背侧设有热补偿槽、先导密封结构下部同时设有侧通流孔和下通流孔。其有益效果是：能够提高先导密封结构的使用可靠性，密封面能达到更好的吻合状态、密封性能更好，更有利于保证开阀时的响应速度。

Description

电磁泄压阀的先导密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种阀门结构，具体涉及一种电站主蒸汽***所使用的电磁泄压阀产品的局部结构。

背景技术

电磁泄压阀用于在火电机组的主蒸汽压力超过设定值时快速开启、排放蒸汽，以尽量减少主蒸汽安全阀的动作次数，维持主蒸汽安全阀的性能并延长安全阀的使用和维修周期，使机组保持足够的安全保证能力。目前火力发电厂主蒸汽***所使用的电磁泄压阀从产品结构来看主要有两种类型，一类是以美国德莱赛-康索里德(Dresser-Consolidated)和克罗斯比(Crosby)等企业的产品为代表的主阀瓣朝上、顶排汽、主辅阀分体式的结构，另一类是以日本冈野和东亚两公司的产品为代表的主阀瓣朝下、左右双侧排气、主辅阀整体式的结构。电磁泄压阀是火电机组的重要配套阀门和关键阀门。

现行的电磁泄压阀产品的先导密封结构如图1所示，阀杆与先导阀瓣为分开式结构，阀杆以弹性卡环带动先导阀瓣一起上升，先导阀瓣乃至阀座一般采用整体钻基硬质合金材料，密封面为锥面对锥面的型式，在阀座下部往下延伸的导向套筒的上部开设有通流孔用于排放蒸汽。

现行的电磁泄压阀产品在使用中普遍存在密封性不佳的问题，尤其是辅阀的密封，往往产品在使用一段时间后或经过几次排汽后，辅阀密封即开始出现泄漏；辅阀出现泄漏后，会引起主阀瓣的背压下降，从而又会给主阀的密封带来影响。辅阀密封面泄漏，除了有因凝结水的影响而造成密封面变形这一因素外，现行产品的结构设计缺陷所产生的影响也是一个重要的原因。

现行产品在先导密封结构设计方面的缺陷主要包括：1、由于采用电磁铁驱动能够在瞬间完成启闭动作，因而相对于各种驱动装置而言，从执行启闭动作的响应速度来看电磁铁驱动是最适合作为安全泄压类阀门的驱动装置的，但电磁铁驱动的缺点是电磁铁的额定吸力较小，再加上现行的电磁泄压阀产品基本上都采用了对力的放大倍数较小的杠杆结构这一并不适合的传动结构来传递电磁铁的驱动力，因而使阀杆所能获得的推力和拉力受到限制；受这一因素的影响，现行产品的辅阀密封面(先导密封面)的直径都设计得较小。由于辅阀密封面主要是依靠关闭后的介质上顶力来保证密封，密封面直径越小其所获得的介质作用力也越小，密封能力也就越差；加之也有产品的先导密封处采用平面密封的结构(密封面宽度b＝1mm)，也使密封面的密封能力受到一定的限制；2、现行产品由于阀杆阀瓣和弹性卡环的尺寸较小(如阀杆下部轴颈处的直径仅为不到7mm)，因而阀杆与先导阀瓣采用分开式而以装配结构来进行组装的方式，其可靠性会较差，再加上先导阀瓣为整体硬质合金材料，脆性很大，在承受回座的瞬间冲击时连接结构处容易出现断裂等问题，导致阀门不能正常工作；3、先导阀瓣密封面部位采用无热补偿能力的整体式结构。阀门在使用状态时，先导阀瓣密封面的外侧(下侧)处于阀门内腔、与高温蒸汽接触，大容量火电机组的主蒸汽温度一般达到540～610℃，因而先导阀瓣密封面的外侧会达到很高的温度，而先导阀瓣的上侧向上为排汽通道，与大气相通，因此，当先导阀瓣密封面部位未采用热补偿设计时，在先导阀瓣密封面的内侧与外侧会形成较大的温差，从而会导致密封面处产生不均匀热变形而影响密封；此外，当密封面某处出现泄漏时，泄漏出的介质因体积急剧膨胀吸热会使密封面泄漏点附近的温度下降，不均衡的温度变化又会导致密封面产生不均匀变形从而加剧泄漏；4、由于要保证结构强度，阀座导向套筒上部所开设的通流孔的面积偏小一些，在一定程度上会影响蒸汽的排出速度。

发明内容

为了克服现有结构和技术所存在的上述的不足之处，本实用新型提出了一种密封面能达到更好的吻合状态、密封性能更好、使用可靠性更高、更有利于保证开阀时的响应速度的电站主蒸汽***用电磁泄压阀的先导密封结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电磁泄压阀的先导密封结构，所述的电磁泄压阀包括主辅阀整体式、先导密封结构位于主阀瓣上侧的电磁泄压阀和主阀辅阀为分体式、先导密封结构设置在辅阀上的电磁泄压阀。其主要技术关键为：在位于主阀或辅阀的阀盖的下侧设置有先导阀座，先导阀座与阀盖进行密封连接；所述的先导密封结构，其执行启闭动作的密封面直接设置在阀杆上、位于阀杆的下部，先导阀座上设置有与阀杆下部的阀杆密封面配对的密封面-阀座密封面，阀杆密封面为球面，阀座密封面为张口方向向下的锥面，关闭时两者以相切状态吻合；从阀杆下部的阀杆密封面的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆下端支承导向的另一段圆柱面-阀杆导向面，在先导阀座的阀座密封面往下设置有与上述的阀杆导向面配合的圆柱孔-阀座导向面。

为了更好地实现预期目的，本实用新型同时还附加下述进一步的技术方案：

阀杆密封面和阀座密封面均堆焊HRC≥50的高硬度钴基合金。

在阀杆密封面的背侧设置有环形的凹槽-热补偿槽。

从先导阀座的阀座导向面上侧与阀杆密封面外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干通孔-侧通流孔，在阀杆导向面下端面往上述的环形空腔也钻有均布的若干通孔-下通流孔。

本实用新型所述的电磁泄压阀，其驱动机构包括由电磁铁提供作用力的驱动机构，和由电磁阀控制气动装置提供作用力的驱动机构。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的技术方案所述的电磁泄压阀的先导密封结构后，能够提高先导密封结构的使用可靠性，密封面能达到更好的吻合状态、密封性能更好，更有利于保证开阀时的响应速度。

附图说明

图1是现行电磁泄压阀产品的先导密封结构的示意图。

图2是本实用新型实施例一的示意图。

图3是本实用新型实施例二的示意图。

图4是实施例一、二所示结构的密封面部位的局部放大图。

图中，1、阀盖；2、阀杆；2-1、阀杆密封面；2-2、热补偿槽；2-3、阀杆导向面；2-4、下通流孔；3、先导阀座；3-1、阀座密封面；3-2、阀座导向面；3-3、侧通流孔；4、辅阀阀体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

实施例一

如图2所示是本实施例的先导密封结构的示意图。该先导密封结构所适用的阀门为主辅阀整体式、先导密封结构设置在主阀瓣上侧的电磁泄压阀。

具体实施方案如下：在位于主阀的阀盖(1)的下侧，设置先导阀座(3)，先导阀座(3)与阀盖(1)通过螺纹和密封垫进行密封连接、密封垫位于螺纹下端、阀盖(1)下表面台阶平面处，当然先导阀座(3)与阀盖(1)的密封连接也可以采用通过螺纹和密封焊进行密封连接或通过焊缝进行密封连接的方式，其效果与螺纹+密封垫的连接效果一样，只要能保证先导阀座(3)的下侧和外侧与阀盖(1)内的排汽通道之间能完全隔断、保证密封即可。所述的先导密封结构，其执行启闭动作的密封面直接设置在阀杆(2)上、位于阀杆(2)的下部，即把现行产品结构中的阀杆与先导阀瓣分开设计改进为整体结构；先导阀座(3)上设置有与阀杆(2)下部的阀杆密封面(2-1)相对应的密封面一阀座密封面(3-1)，阀杆密封面(2-1)为球面，阀座密封面(3-1)为张口方向向下的锥面，关闭时两者以相切状态吻合(见图4)；本实施例中，阀座密封面(3-1)的锥角设置为60°。从阀杆(2)下部的阀杆密封面(2-1)的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆(2)下端支承导向的另一段圆柱面-阀杆导向面(2-3)，在先导阀座(3)的阀座密封面(3-1)往下，设置有与上述的阀杆导向面(2-3)配合的圆柱孔-阀座导向面(3-2)。

本实施例在先导密封结构方面还有如下的一些结构设置：

阀杆密封面(2-1)和阀座密封面(3-1)通过堆焊和堆焊后的加工而形成，两密封面均堆焊HRC≥50的高硬度钴基合金。

在阀杆密封面(2-1)的背侧，设置环形的凹槽-热补偿槽(2-2)。

从先导阀座(3)的阀座导向面(3-2)上侧与阀杆密封面(2-1)外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干通孔-侧通流孔(3-3)，在阀杆导向面(2-3)下端面往上述的环形空腔也钻有均布的若干通孔-下通流孔(2-4)。

把现行产品结构阀杆与先导阀瓣的分开设计改为上述的整体结构，能够克服因连接结构的尺寸较小、先导阀瓣为脆性材料、结构较复杂所带来的可靠性差的问题，阀杆密封面采用堆焊钴基硬质合金的方式形成，能够使整体结构保持较佳的综合机械性能，使先导密封结构具有较高的可靠性。

阀座密封面(3-1)设计为锥面，有利于在密封面直径较小、轴向关紧力也较小的状态下借助锥面结构对力的放大作用使密封面获得足够的密封比压。通常锥面密封的锥角按60°～70°设计，本实施例为了提高先导密封面处的密封能力，按60°的较小锥度加工密封面；密封副采用球面-锥面的结构，能够使密封副获得更为理想的吻合状态，相对于现行产品的平面密封或锥面-锥面的密封结构而言更有助于改善产品的密封性能。此外，密封面堆焊HRC≥50的高硬度钴基合金也使密封面处能够获得较好的抗压、抗蚀、抗冲刷性能，从而使先导密封面获得更好、更持久的密封性。

阀杆导向面(2-3)借助于阀座导向面(3-2)的导向定位作用可以使整体式阀杆的下端获得可靠的导向定位，有利于保证阀杆密封面(2-1)和阀座密封面(3-1)准确对中和良好吻合。

阀杆密封面(2-1)背侧的热补偿槽(2-2)，通过增加阀杆密封面(2)背侧表面与高温介质接触的面积和减小高温介质与上侧表面的距离，能够让更多的热量向上传递，使密封面部位的内外侧的温差显著减小，从而能使阀杆密封面(2)在高温时的不均匀热变形得到更好的控制进而使辅阀先导密封部位的密封可靠性和密封寿命得到增强。

同时设置的侧通流孔(3-3)下通流孔(2-4)，与现行产品仅在导向结构处开孔的方式相比，副阀开启排放蒸汽时所需的通流面积得到了保证，从而保证了阀门的开阀速度能更好地满足机组安全保护的需要。

实施例二

如图3所示是本实施例的先导密封结构的示意图。该先导密封结构所适用的阀门为主阀辅阀为分体式、先导密封结构设置在辅阀上的电磁泄压阀。

具体实施方案：在位于辅阀阀体(4)上端的阀盖(1)的下侧，设置有先导阀座(3)，先导阀座(3)与阀盖(1)通过螺纹和密封垫进行密封连接、密封垫位于螺纹上端的阀盖(1)和先导阀座(3)的外圆处，当然先导阀座(3)与阀盖(1)的密封连接也可以采用通过螺纹和密封焊进行密封连接或通过焊缝进行密封连接的方式，其效果与螺纹+密封垫的连接效果一样，只要能保证先导阀座(3)下侧和外侧与阀盖(1)内的排汽通道之间能完全隔断、保证密封即可。所述的先导密封结构，其执行启闭动作的密封面直接设置在阀杆(2)上、位于阀杆(2)的下部；先导阀座(3)上设置有与阀杆密封面(2-1)对应的密封面-阀座密封面(3-1)，阀杆密封面(2-1)为球面，阀座密封面(3-1)为锥面，关闭时两者以相切状态吻合(图4)。从阀杆(2)下部的阀杆密封面(2-1)的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆(2)下端支承导向的另一段圆柱面-阀杆导向面(2-3)，在先导阀座(3)的阀座密封面(3-1)往下，设置有与上述的阀杆导向面(2-3)配合的圆柱孔-阀座导向面(3-2)。阀杆密封面(2-1)和阀座密封面(3-1)堆焊HRC≥50的高硬度钴基合金；阀杆密封面(2-1)背侧也设置有热补偿槽(2-2)；从阀座导向面(3-2)上侧与阀杆密封面(2-1)外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干侧通流孔(3-3)，在阀杆导向面(2-3)下端面往上述的环形空腔也钻有均布的下通流孔(2-4)。

上述实施结构的结构原理和作用与实施例一基本相同，因此不另作敷述。

本说明书其余未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作了具体说明，但这些附图和说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本技术领域的技术人员应该知晓，本实用新型不受上述实施例和附图的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本实用新型权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本实用新型的精神和技术实质，仍然会属于本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种电磁泄压阀的先导密封结构，所述的电磁泄压阀包括主辅阀整体式、先导密封结构位于主阀瓣上侧的电磁泄压阀和主辅阀分体式、先导密封结构设置在辅阀上的电磁泄压阀，其特征在于：在位于主阀或辅阀的阀盖(1)的下侧设置有先导阀座(3)，先导阀座(3)与阀盖(1)进行密封连接；所述的先导密封结构，其执行启闭动作的密封面直接设置在阀杆(2)上、位于阀杆(2)的下部，先导阀座(3)上设置有与阀杆(2)下部的阀杆密封面(2-1)配对的密封面-阀座密封面(3-1)，阀杆密封面(2-1)为球面，阀座密封面(3-1)为张口方向向下的锥面，关闭时两者以相切状态吻合；从阀杆(2)下部的阀杆密封面(2-1)的外径往下设置有一段圆柱段，在该圆柱段再向下则外径增大构成用于阀杆(2)下端支承导向的另一段圆柱面-阀杆导向面(2-3)，在先导阀座(3)的阀座密封面(3-1)往下设置有与上述的阀杆导向面(2-3)配合的圆柱孔-阀座导向面(3-2)。

2.根据权利要求1所述的电磁泄压阀的先导密封结构，其特征在于：阀杆密封面(2-1)和阀座密封面(3-1)均堆焊HRC≥50的高硬度钴基合金。

3.根据权利要求1所述的电磁泄压阀的先导密封结构，其特征在于：在阀杆密封面(2-1)的背侧设置有环形的凹槽-热补偿槽(2-2)。

4.根据权利要求1所述的电磁泄压阀的先导密封结构，其特征在于：从先导阀座(3)的阀座导向面(3-2)上侧与阀杆密封面(2-1)外径往下的圆柱段之间的环形空腔向外，钻有均布的若干通孔-侧通流孔(3-3)，在阀杆导向面(2-3)下端面往上述的环形空腔也钻有均布的若干通孔-下通流孔(2-4)。