CN221347948U - 一种双密封套筒式减压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双密封套筒式减压阀，包括阀体、笼式套筒、阀芯、阀盖、阀杆和执行机构，阀体的阀门腔室内设有笼式套筒，笼式套筒的下端与阀体密封连接，笼式套筒的外圈和内圈之间形成套筒腔室；阀芯安装在笼式套筒内并呈圆柱面导向滑动配合结构，阀芯通过阀杆和执行机构相连接；阀芯采用平衡式结构，通过阀芯在笼式套筒内上下移动改变流通面积，从而控制介质从中腔室进入下腔室的流量，下腔室与出口腔室相连通。本实用新型的有益效果为：笼式套筒采用将套筒与阀座一体式结构，保证了套筒与阀座的同轴度；采用二级减压、二级调节和二级密封结构可以更好地实现流量的控制、调节与减压，确保密封性能的可靠和运行的稳定性。

Description

一种双密封套筒式减压阀

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，主要是一种双密封套筒式减压阀。

背景技术

套筒式减压阀也称笼式阀，是一种结构特殊的减压阀。它广泛应用于电厂、石化、造纸、供热、国防等行业。当前在国家大力提倡节能减排和高压供热机组改造的形势下，流量工况条件的增加和复杂工艺参数的使用要求也越来越多，为满足工艺参数的要求，国内阀门行业也处于快速发展之中。

中国专利CN218510219U一种具有高精度调节性能的低泄漏笼式阀，包括阀体，阀体内的进口和出口之间设有高精度阀笼，高精度阀笼设有若干窗口，高精度阀笼内设有高精度阀芯，高精度阀芯与高精度阀笼之间设有密封圈；高精度阀芯连接有阀杆，阀杆穿过阀盖并通过填料组件和填料压盖密封。本实用新型的阀笼、阀芯等阀内件的外形、结构、尺寸由软件分析进行精密模拟和特殊设计得来；同时选用压力平衡式单座密封结构形式。其不足在于：阀芯与阀笼之间配装一个密封圈来大幅度减少阀门泄漏量，长时间使用后密封性能变差；只能通过高精度阀笼来进行单级调节流量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种双密封套筒式减压阀，采用双密封、双调节套筒式结构，它兼有单、双座阀的优点，在稳定性、寿命、装卸、维修等方面又优于单、双座阀。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的。一种双密封套筒式减压阀，包括阀体、笼式套筒、阀芯、阀盖、阀杆和执行机构，所述阀体的阀门腔室内设有笼式套筒，笼式套筒的下端与阀体密封连接，笼式套筒的外圈和内圈上均设有小孔形成二级减压结构，笼式套筒的外圈和内圈之间形成套筒腔室；进口腔室通过笼式套筒的二级减压结构与中腔室相连通，阀芯安装在笼式套筒内并呈圆柱面导向滑动配合结构，阀芯通过阀杆和执行机构相连接；阀芯采用平衡式结构，通过阀芯在笼式套筒内上下移动改变流通面积，从而控制介质从中腔室进入下腔室的流量，下腔室与出口腔室相连通。

更进一步地，所述阀芯的下部内凹并将笼式套筒内腔分隔成上腔室和中腔室，阀芯的上部设有平衡孔，上腔室通过平衡孔与中腔室相连通。

更进一步地，所述进口腔室和出口腔室采用直通式结构，进口腔室通过进口管与阀门腔室相连通，出口腔室通过出口管与下腔室相连通，进口管和出口管的轴线与水平方向呈一定角度倾斜设置。

更进一步地，所述笼式套筒的外圈上设有若干小孔A，笼式套筒的内圈上设有若干小孔B，小孔A和小孔B沿轴线错位设置，阀门腔室通过小孔A、套筒腔室与小孔B相连通。

更进一步地，所述笼式套筒的下部设有锥形面构成阀座结构，阀芯的下部与锥形面配合形成锥形密封结构，阀芯的圆周面与笼式套筒内壁配合形成二级密封。

更进一步地，所述笼式套筒四周的阀门腔室设计为不同形状的开口，以达到线性或等百分比等流量特性。

更进一步地，所述阀盖采用中法兰结构，在阀杆与阀盖的配合处设置有蝶形填料垫和密封填料，并通过填料压套和填料压盖固定连接。

更进一步地，所述阀杆的一端通过开合螺母与执行机构相连接，阀杆的另一端通过锁紧螺母与阀芯固定连接，执行机构固定安装在阀盖上，阀杆上设有防转架，在阀杆与阀盖的配合处设置有导向套。

更进一步地，所述笼式套筒与阀体的配合处设有阀座密封垫，阀盖与阀体的配合处设有阀盖密封垫。

本实用新型的有益效果为：

1、笼式套筒采用套筒与阀座一体式结构，保证了套筒与阀座的同轴度；确保密封性能的可靠和运行的稳定性。阀芯与笼式套筒下部锥形面直接配合密封，然后阀芯的圆周面与笼式套筒内壁配合，以达到双密封的效果。

2、笼式套筒采用两级减压结构，加大了减压幅度；同时在笼式套筒的笼式套筒的外圈和内圈之间设置套筒腔室，减少了因加大减压幅度而造成的涡流和冲击引起的振荡。

3、笼式套筒和阀芯采用圆柱面导向，因此执行机构出轴推力小、密封性能好、不平衡力小、稳定性好、允许压差大、操作稳定；笼式套筒四周的阀门腔室根据不同流量特性设计为不同形状的开口，可以达到线性或等百分比等流量特性。

4、阀芯采用平衡式结构，阀前后介质压差对阀瓣产生的不平衡力非常小,相同工况下同类型阀门所需要的执行机构推力小,所以其阀杆直径比单座非平衡阀设计或选择更小。另外,较小直径的阀杆在中高温时热胀冷缩变化量小,避免了在中高温时阀杆与填料之间摩擦力增大或互相抱卡塞住的情况发生。

5、采用流开型结构，介质进入阀体后经过双级笼式套筒减压，再经过阀芯下部内凹形成的中腔室进行调节，经阀座后流出阀体；双调节的结构可以更好地实现流量的控制、调节与减压。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为阀体的结构示意图。

附图标记说明：阀体1，进口腔室1-1，出口腔室1-2，阀门腔室1-3，上腔室1-4，中腔室1-5，下腔室1-6，阀座密封垫2，笼式套筒3，小孔A3-1，小孔B3-2，阀芯4，平衡孔4-1，阀盖密封垫5，阀盖6，蝶形填料垫7，密封填料8，填料压套9，填料压盖10，执行机构11，开合螺母12，防转架13，套筒腔室14，导向套15，阀杆16，锁紧螺母17。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-2所示，一种双密封套筒式减压阀，包括阀体1、笼式套筒3、阀芯4、阀盖6、阀杆16和执行机构11，所述阀体1的阀门腔室1-3内设有笼式套筒3，笼式套筒3的下端与阀体1密封连接，笼式套筒3的外圈和内圈上均设有小孔形成二级减压结构，笼式套筒3的外圈和内圈之间形成套筒腔室14。采用两级减压结构，加大了减压幅度，确保密封性能的可靠和运行的稳定性。具体结构为：所述笼式套筒3的外圈上设有若干小孔A3-1，笼式套筒3的内圈上设有若干小孔B3-2，小孔A3-1和小孔B3-2沿轴线错位设置，阀门腔室1-3通过小孔A3-1、套筒腔室14与小孔B3-2相连通。进口腔室1-1通过笼式套筒3的二级减压结构与中腔室1-5相连通，阀芯4安装在笼式套筒3内并呈圆柱面导向滑动配合结构，阀芯4通过阀杆16和执行机构11相连接；阀芯4采用平衡式结构，通过阀芯4在笼式套筒3内上下移动改变流通面积，从而控制介质从中腔室1-5进入下腔室1-6的流量，下腔室1-6与出口腔室1-2相连通。本实用新型是利用笼式套筒3导向，使阀芯在笼式套筒3内上下移动，改变了笼式套筒3的节流面积，介质进入阀体后经过双级减压结构，再经过阀芯调节，经下腔室1-6后流出阀体，形成了各种流量特性，并实现流量的控制、调节与减压。

作为另一种实施方式，所述阀芯4的下部内凹并将笼式套筒3内腔分隔成上腔室1-4和中腔室1-5，阀芯4的上部设有平衡孔4-1，上腔室1-4通过平衡孔4-1与中腔室1-5相连通。平衡式阀芯导向面大，可改善由涡流和冲击引起的振荡。避免原有阀内件容易损坏的现象。而且它比普通的单、双座减压阀噪声降低10dBA左右。采用平衡式结构,阀前后介质压差对阀瓣产生的不平衡力非常小,相同工况下同类型阀门所需要的执行机构推力小,所以其阀杆直径比单座非平衡阀设计或选择更小。

作为另一种实施方式，如图3所示，阀体1采用锻件，结构紧凑耐压、致密性高,能承受更高的工作压力。阀体1包括进口腔室1-1、出口腔室1-2、阀门腔室1-3和下腔室1-6，所述进口腔室1-1和出口腔室1-2采用直通式结构，进口腔室1-1通过进口管与阀门腔室1-3相连通，出口腔室1-2通过出口管与下腔室1-6相连通，进口管和出口管的轴线与水平方向呈一定角度倾斜设置。

作为另一种实施方式，所述笼式套筒3采用套筒与阀座一体式结构，保证了套筒与阀座的同轴度，笼式套筒3的下部设有锥形面构成阀座结构，阀芯4的下部与锥形面配合形成锥形密封结构，阀芯4的圆周面与笼式套筒3内壁配合形成二级密封。

作为另一种实施方式，所述笼式套筒3四周的阀门腔室1-3可根据不同流量特性将套筒四周设计为不同形状的开口。以达到线性或等百分比等流量特性。

作为另一种实施方式，所述阀盖采用锻件，结构紧凑耐压、致密性高，能承受更高的工作压力。阀盖6采用中法兰结构，阀盖6与阀体1通过螺栓连接，阀内件安装、拆卸、维修方便。在阀杆16与阀盖6的配合处设置有蝶形填料垫7和密封填料8，并通过填料压套9和填料压盖10固定连接。填料垫采用蝶形，密封填料都紧贴填料函与阀杆，这样使密封填料都处于受压状态、填料受力均匀，易达到无渗漏的密封。阀杆与填料之间的摩擦力比较小,减小了阀门动作的阻力,且阀杆和填料的磨损也小,使用寿命增加。另外,较小直径的阀杆在中高温时热胀冷缩变化量小,避免了在中高温时阀杆与填料之间摩擦力增大或互相抱卡塞住的情况发生。阀杆上端部分与密封填料接触的表面进行电致伸缩金属精整工艺处理，具有良好的硬度、抗摩擦性。填料采用柔性石墨，密封可靠，操作灵活，启闭力矩小。

作为另一种实施方式，所述阀杆16的一端通过开合螺母12与执行机构11相连接，阀杆16的另一端通过锁紧螺母17与阀芯4固定连接，执行机构11固定安装在阀盖6上，阀杆16上设有防转架13，避免阀芯受到不均衡介质的冲击发生旋转现象。在阀杆16与阀盖6的配合处设置有导向套15，阀杆直接与直行程执行机构相连，通过执行机构操纵阀杆，使阀芯在套筒内上下运动，以改变流通面积来控制介质流量，达到减压的目的。

作为另一种实施方式，所述笼式套筒3与阀体1的配合处设有阀座密封垫2，阀盖6与阀体1的配合处设有阀盖密封垫5，保证配合处的密封性能。

工作原理：在减压阀前后压差为某一定值时，介质由进口腔室1-1先进入套筒腔室14实现第一次减压，然后由套筒腔室14进入套筒内腔，通过阀芯改变介质流过套筒的流通面积实现第二次减压，从而来实现减压的目的。套筒式减压阀是根据流通能力大小的要求，在套筒上开有多个小孔(节流窗口),窗口的形状决定了减压阀的流量特性,窗口的面积大小影响减压阀的流量系数Cv。从而形成了各种流量特性，并实现流量的控制、调节与减压。

设计计算：根据减压阀工作原理，可以计算出流经减压阀流体的流量、压降与流通面积的关系。根据流体力学：

其中：

Q：介质质量流量，t/h；

r：介质比重，kg/m³；

μ_A：流量系数；

A：减压阀通道面积，cm²；

ΔP：介质流经调节阀时产生的压降，Mpa。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种双密封套筒式减压阀，其特征在于：包括阀体(1)、笼式套筒(3)、阀芯(4)、阀盖(6)、阀杆(16)和执行机构(11)，所述阀体(1)的阀门腔室(1-3)内设有笼式套筒(3)，笼式套筒(3)的下端与阀体(1)密封连接，笼式套筒(3)的外圈和内圈上均设有小孔形成二级减压结构，笼式套筒(3)的外圈和内圈之间形成套筒腔室(14)；进口腔室(1-1)通过笼式套筒(3)的二级减压结构与中腔室(1-5)相连通，阀芯(4)安装在笼式套筒(3)内并呈圆柱面导向滑动配合结构，阀芯(4)通过阀杆(16)和执行机构(11)相连接；阀芯(4)采用平衡式结构，通过阀芯(4)在笼式套筒(3)内上下移动改变流通面积，从而控制介质从中腔室(1-5)进入下腔室(1-6)的流量，下腔室(1-6)与出口腔室(1-2)相连通。

2.根据权利要求1所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述阀芯(4)的下部内凹并将笼式套筒(3)内腔分隔成上腔室(1-4)和中腔室(1-5)，阀芯(4)的上部设有平衡孔(4-1)，上腔室(1-4)通过平衡孔(4-1)与中腔室(1-5)相连通。

3.根据权利要求2所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述进口腔室(1-1)和出口腔室(1-2)采用直通式结构，进口腔室(1-1)通过进口管与阀门腔室(1-3)相连通，出口腔室(1-2)通过出口管与下腔室(1-6)相连通，进口管和出口管的轴线与水平方向呈一定角度倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述笼式套筒(3)的外圈上设有若干小孔A(3-1)，笼式套筒(3)的内圈上设有若干小孔B(3-2)，小孔A(3-1)和小孔B(3-2)沿轴线错位设置，阀门腔室(1-3)通过小孔A(3-1)、套筒腔室(14)与小孔B(3-2)相连通。

5.根据权利要求4所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述笼式套筒(3)的下部设有锥形面构成阀座结构，阀芯(4)的下部与锥形面配合形成锥形密封结构，阀芯(4)的圆周面与笼式套筒(3)内壁配合形成二级密封。

6.根据权利要求5所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述笼式套筒(3)四周的阀门腔室(1-3)设计为不同形状的开口，以达到线性或等百分比等流量特性。

7.根据权利要求6所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述阀盖(6)采用中法兰结构，在阀杆(16)与阀盖(6)的配合处设置有蝶形填料垫(7)和密封填料(8)，并通过填料压套(9)和填料压盖(10)固定连接。

8.根据权利要求7所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述阀杆(16)的一端通过开合螺母(12)与执行机构(11)相连接，阀杆(16)的另一端通过锁紧螺母(17)与阀芯(4)固定连接，执行机构(11)固定安装在阀盖(6)上，阀杆(16)上设有防转架(13)，在阀杆(16)与阀盖(6)的配合处设置有导向套(15)。

9.根据权利要求8所述的双密封套筒式减压阀，其特征在于：所述笼式套筒(3)与阀体(1)的配合处设有阀座密封垫(2)，阀盖(6)与阀体(1)的配合处设有阀盖密封垫(5)。