超超高温气动角式截止阀

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江石化阀门有限公司 作者:杨荣水

  介绍了超超高温气动角式截止阀的工作原理、结构特点及其产品性能,分析了阀体、阀盖及阀杆导套的冷却系统结构及其工作过程。该产品已获国家发明专利( 专利号ZL201210012623.1) 。

1、概述

  超超高温气动角式截止阀的工作介质温度为2 000℃,超过一般金属材料的熔点,必须在阀门的各部位设有合理的冷却机构,才能保证阀门的正常工作。该产品设计和研制完成,产品的型号规格为J6s44y - 300lbPX,DN100。

2、超超高温气动角式截止阀的结构特点

  阀门设计为锻焊结构,由阀体、阀底座、阀盖、阀杆组件、支架、气动执行器和手动执行器组成。阀杆组件包括阀杆头部( 阀芯) 、阀杆主体、阀杆外套、阀杆内冷却管、中阀杆和上阀杆。阀芯和阀杆主体螺纹连接后与阀杆外套对焊连接。阀芯的主密封面为球面,在F304H 基体上堆焊STL12 硬质合金,阀芯的辅助密封面为与阀底座内孔配合的圆柱面,主要起定位和导向作用。主副密封面之间有一环形沟槽,起到空气隔热作用。阀底座主密封面为60° 圆锥面,密封面的外侧加工环形弹性槽,可提高密封效果。下气缸座安装18 根减振阻尼弹簧,弹簧分长、短两组,起到分级阻尼作用,防止密封副发生撞击而损坏密封面。

超超高温气动角式截止阀

1. 阀体 2. 阀底座 3. 阀杆组件 4. 手动执行器 5. 气动执行器 6. 支架 7. 阀盖

图1 超超高温气动角式截止阀

3、冷却机构

  阀门设有5 套冷却结构。

  (1) 阀体下部与阀底座的冷却。冷却水从进口1A 进入,从对面出口1B 流出,阀底座内孔设计螺旋形挡板,以增大流体流程,提高吸热效果( 图2) 。

阀体下部与阀底座的冷却

1. 阀底座 2. 螺旋形挡板 3. 环形弹性槽 4. 阀体

图2 阀体下部与阀底座的冷却

(2) 阀体主体的冷却。冷却水从出口法兰端进口2A 进入,经阀体保温夹套内壁,从上端法兰出口2B 流出( 图3) 。

阀体主体的冷却

图3 阀体主体的冷却

  (3) 阀盖及阀杆导套的冷却。阀盖上设计有伸入到阀体内的阀杆导向套,阀杆导向套内设计有导套环空腔,在环形空腔内又焊有套筒形薄隔板,导套环形空腔被套筒薄隔板隔成相通的两层环腔,阀盖法兰上分别设计有与两层环腔分别相通的进口A进水管和出口B 出水管,其中进口3A 通内环腔,出口3B 通外环腔( 图4) 。

  (4) 阀杆主体外元和阀杆外套的冷却。阀杆主体的外元加工六线方牙螺旋线( 方牙螺纹) ,螺纹的上、下端均加工6mm 宽的螺纹加工进刀槽和退刀槽。将上端进刀槽的下侧,用电焊堵住3 条螺旋槽(间隔焊堵) ,使上进刀槽的压力水只能从开口的3条槽内流入。阀杆主体的上部,即加工螺纹进刀槽的部位,外面包一个环形空心套,该套的上、下端均与阀杆外套焊牢。进水管4A 穿透环形空心套和阀杆外套,直接将冷却水送到阀杆螺纹进刀槽,然后沿三线开口的螺纹槽向阀杆下端的螺纹退刀槽流去,再从退刀槽流进上端焊堵的另外3 条螺旋槽,这3条螺旋槽内的水聚在环形空心腔内,从出口4B 流出( 图5) 。

阀盖及阀杆导套的冷却

1. 阀盖 2. 套管形薄隔板阀盖 3. 阀杆导向套

图4 阀盖及阀杆导套的冷却

阀杆主体外元和阀杆外套的冷却

1. 阀杆头部 2. 阀杆体 3. 阀杆外套 4. 环形空心套 5. 进刀槽 6. 螺旋槽 7. 退刀槽

图5 阀杆主体外元和阀杆外套的冷却

  (5) 阀杆主体内孔和阀芯的冷却。阀杆头部和阀芯螺纹连接,阀杆主体内部设计为通孔,通孔内焊接一根不锈钢管( 冷却管) 。冷却水从进口5A 进入,沿冷却管内部流入到阀芯,再沿冷却管的外壁和阀杆主体的内孔壁向上流入出口5B( 图6) 。

阀杆主体内孔和阀芯的冷却

图6 阀杆主体内孔和阀芯的冷却

4、结语

  在超超高温气动角式截止阀的设计和研制过程中,其冷却结构的设计是成功的关键。经实际使用证明,在超超高温( ≥1500℃) 的条件下,阀门具有良好的密封性能和工作性能,满足了阀门在高温工况系统中的技术要求和使用寿命。

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