專利名稱：蒸汽疏水閥及其制作和使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽管道疏水設備及其制作和使用方法，尤其是一種蒸汽疏水閥及其制作和使用方法。
背景技術：
目前所公開的各種形式疏水閥中均存在或多或少的缺點或不足，例如①熱靜力式的膜盒疏水器經常因膜盒受熱不均產生非軸向推力，致使密封件偏斜最終導致疏水閥失效；②熱動力式疏水閥雖然零件個數(shù)少但加工精度高，節(jié)能效果最差，該類型的疏水閥只有蒸汽漏出時才能關閉，損失大量的熱能，另外運動件因長期與密封面碰撞會導致密封面的磨損，漏氣量進一步的增大；③自由或杠桿浮球式疏水閥工作性能相對較好，但是其體積較大，散熱量相對較多，而且不能使用在壓力高的場合下，內部結構比較復雜，零件數(shù)量多；④ 倒置筒式疏水閥內部結構復雜，體積相對較大，比較適合穩(wěn)定工況，過冷度低；⑤雙金屬式疏水閥內部結構復雜，零件數(shù)量多，需要有良好的密封面和密封件。除此之外①上述疏水閥所排水均為飽和水；②均有金屬的密封件和精加工的密封面；③過濾效果較差，在實際使用中發(fā)現(xiàn)、因過濾效果不好導致疏水閥損壞的比例高達 30%。中國專利CN2062400U公開了一種蠟脂膨脹時疏水閥，其采用直接用蠟脂熱敏元件做閥瓣，閥瓣頭部為平面結構，它與用彈性材料制成的圓環(huán)狀的閥墊的上平面接觸時實現(xiàn)平面密封。但是這種密封效果不是太理想，而且有軸向力，必須通過彈簧復位才能實現(xiàn)， 還需要其他的密封件配合使用，結構復雜。中國專利CN2056955U公開了一種疏水閥，其包括閥體、閥蓋和組裝在閥體內的閥芯、閥座，安裝在閥蓋上的調節(jié)螺栓與閥芯之間利用波紋管密封連接，所構成的封閉腔內充有酮類、醛類或醇類液體感溫介質。但是其應用時，需要先通過調整調節(jié)螺栓才能使用，液體感溫介質膨脹時，帶動波紋管向下伸長，通過與其相連的閥芯實現(xiàn)對閥口的開閉。由于軸向膨脹不宜掌握，容易產生偏膨脹問題，造成閥芯對閥口封閉不嚴，產生泄漏。中國專利CN2578659Y公開了一種恒溫疏水閥，其主要包括帶有進出接口的閥體、 閥蓋以及裝連在閥體下部的放泄螺塞，在閥體和閥蓋的腔體內裝有一石蠟銅粉為介質的熱脹力溫包的閥芯，位于閥芯下部的閥體上裝有軟閥座，閥芯與軟閥座之間裝有回位彈簧，受熱至設定溫度的閥芯下移堵住軟閥座的閥口。其通過石蠟銅粉膨脹產生的軸向力和彈簧復位帶動閥芯升降，實現(xiàn)對軟閥座的閥口的開合。該結構結構復雜，密封效果不是太理想。中國專利CN87216637U公開了一種伸縮式疏水閥，其利用閥芯材料的熱膨脹原理，堵塞蒸汽和高溫水的溢出，低溫水時閥芯收縮排出低溫水。該技術無法適應現(xiàn)在的技術需求，尤其是無法適應高壓環(huán)境。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種蒸汽疏水閥及其制作和使用方法，該疏水閥結構簡單、零件少，制造和維護成本低，而且檢修方便；過濾效果好，徹底解決了因雜質卡塞閥芯使疏水閥失效的問題；密封件是非金屬和金屬之間形成的密封，能夠延長閥體的使用壽命，而且密封面無需精加工，降低了制造成本；該疏水閥排水溫度比蒸汽管道壓力下的飽和溫度低，屬于過冷水排放，減少散熱量，節(jié)約能源。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案
一種蒸汽疏水閥，包括上端設有進水口、下端開口的外殼，所述外殼內由上向下依次設有過濾器、輔助構件和閥體，所述輔助構件和閥體內設有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端與過濾器相通，下端與出水管道相連；所述閥體內的疏水孔內設有閥芯，閥芯的上半部分設于輔助構件中心的空腔內。所述外殼上端為與疏水管道相連的變徑結構。所述外殼內設有水平向內凸出的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺下部設有過濾器。所述過濾器為陶瓷式過濾器，其包括上下兩層墊片和設置于兩層墊片之間的過濾板。所述輔助構件為與外殼內腔相配合的圓柱體，其內設有貫通上下的疏水孔，以及與疏水孔隔開的位于中部的腔體，閥芯的上半部分位于該腔體內。所述閥體通過外螺紋旋于外殼內部下端，過濾器、輔助構件和閥體的壓緊力均來源于閥體外螺紋向上旋的力；閥體下端設有與閥芯下部接觸的調節(jié)螺絲
所述閥芯包括上端設有圓管的空心膨脹球，圓管與空心膨脹球內腔體相通，空心膨脹球內腔體內填充滿石蠟介質，圓管內設有下端與石蠟介質接觸的導熱芯，導熱芯上端伸出圓管外至過濾器的下層墊片處；所述圓管外部套有一壓緊螺帽，且壓緊螺帽與圓管之間套有一錐形卡環(huán)，壓緊螺帽上旋有一壓緊螺絲，所述壓緊螺絲套在導熱芯上。所述空心膨脹球的上下部分的腔體壁厚大于左右側腔體壁厚。所述導熱芯采用紫銅制作而成。所述空心膨脹球采用尼龍材料或聚甲醛高分子材料。一種蒸汽疏水閥制作和使用方法，包括以下步驟
1).閥芯的制作
采用常規(guī)吹塑工藝制作空心膨脹球，根據實際管道蒸汽壓力選擇全精煉石蠟，石蠟融化后注入到空心膨脹球中，除凈石蠟中的空氣并帶壓冷卻凝固，同時將導熱芯安裝至空心膨脹球的內部；
將壓緊螺帽、卡環(huán)套在空心膨脹球的圓管上，將壓緊螺絲套在導熱芯上，并使導熱芯較粗的部分與圓管的端部靠緊，旋轉壓緊螺帽，將卡環(huán)牢牢的壓在圓管上，完成閥芯制作；
2).組裝
制作一帶有內部帶有環(huán)形凸臺的外殼，下部加工內螺紋，從外殼下部順次將過濾器、輔助構件、閥芯及閥體安裝好，將調節(jié)螺絲安裝在閥體下端的中心孔內，外殼上端根據疏水管道的大小選擇變徑并與外殼焊接；
3)使用和調節(jié)
將疏水管道焊接在外殼上端的變徑上，打開管道截止閥使凝結水進入疏水閥內部，經過濾板過濾后流經輔助構件的疏水孔，再流過空心膨脹球與閥體間的縫隙后流出疏水閥；
隨著溫度的升高，空心膨脹球和導熱芯不斷的向石蠟傳熱，石蠟逐漸融化，因石蠟的相變體積大，致使在溫度升高的過程中膨脹球發(fā)生膨脹直至消除了與閥體之間的間隙并壓緊，停止疏水的排出；
因石蠟的熔點比蒸汽的飽和溫度低，因此使得疏水溫度有較大的過冷度，減少熱能的
浪費；
若存在排水溫度高的現(xiàn)象則可將調節(jié)螺絲向上旋，減少膨脹球與閥體之間的縫隙。本發(fā)明的蒸汽疏水閥包括外殼、過濾器、墊片、輔助構件、閥體、調節(jié)螺絲、閥芯，過濾器安裝于閥體內部，通過墊片與外殼內的環(huán)臺壓實，下部通過墊片與輔助構件壓實，壓緊力均來源于閥體外螺紋向上旋的力；
過濾器為陶瓷式過濾器或金屬粉末過濾器，陶瓷式過濾器的材質主要是三氧化二鋁， 金屬粉末過濾器的材質為316L。在輔助構件內部安裝閥芯，通過調節(jié)螺絲調節(jié)閥芯膨脹球與閥體之間縫隙。組成閥芯的膨脹球采用尼龍材料或聚甲醛高分子材料制作，呈球形，根據不同的蒸汽管道壓力內部裝入不同相變溫度的石蠟介質，通過與球體相連的圓管部分進行封裝。 膨脹時，空心膨脹球的周向合力為0，通過其彈性變形實現(xiàn)疏水閥的開關狀態(tài)。石蠟封裝采用壓緊螺絲，壓緊螺冒同時在兩者之間設置一錐形卡環(huán)的結構，將壓緊螺帽旋向壓緊螺絲時，卡環(huán)受力形變后產出了對膨脹球圓柱部分強大的擠壓力，防止石蠟在膨脹過程中泄漏，該結構還可實現(xiàn)無損裝拆。疏水閥排水的開和關是靠膨脹球內石蠟介質的膨脹或收縮引起膨脹球自身彈性變形發(fā)生收縮和膨脹實現(xiàn)的，膨脹球收縮時水從膨脹球和閥體間的縫隙流出，此時疏水閥處于開啟狀態(tài)，膨脹球受熱膨脹后縫隙消失，水被關閉在閥內，疏水閥處于關閉狀態(tài)，類似
于管道堵塞機理。因石蠟和有機材料導熱系數(shù)低，為防止控制溫度滯后，設置一導熱芯，材質為紫銅。為使空心膨脹球體受熱膨脹后只在水平方向膨脹，將空心膨脹球體上下部分加厚、優(yōu)化后成為了“燈籠”形狀。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明的疏水閥結構簡單、零件少，制造和維護成本低，而且檢修方便；
2、過濾效果好，徹底解決因雜質卡塞閥芯使疏水閥失效的問題；
3、密封件是非金屬和金屬之間形成的密封，能夠延長閥體的使用壽命，而且密封面無需精加工，降低制造成本；
4、該疏水閥排水溫度比蒸汽管道壓力下的飽和溫度低，屬于過冷水排放，減少散熱量， 節(jié)約能源。


圖1是本發(fā)明提供的疏水閥剖面圖(外殼中的箭頭表示水流方向) 圖2是閥芯的放大剖面圖
圖3是A-A剖面4是輔助構件的B-B剖面圖
圖中1.外殼，2.過濾板，3.墊片，4.輔助構件，5.閥體，6.調節(jié)螺絲，7.閥芯；7-1.導熱芯，7-2.壓緊螺絲，7-3.壓緊螺帽，7-4.卡環(huán)，7-5.膨脹球，7-6.石蠟。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1-圖4所示，一種蒸汽疏水閥，包括上端設有進水口的外殼1，所述外殼1內由上向下依次設有過濾器、輔助構件4和閥體5，所述輔助構件4和閥體5內設有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端與過濾器相通，下端與出水管道相連；所述閥體5內的疏水孔內設有閥芯7，閥芯7的上半部分設于輔助構件4中心的空腔內；閥體5下端內部設有與閥芯7 下部接觸的調節(jié)螺絲6。所述外殼1上端為與疏水管道相連的變徑結構。所述外殼1內設有水平向內凸出的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺下部設有過濾器。所述過濾器為陶瓷式過濾器，其包括上下兩層墊片3和設置于兩層墊片3之間的過濾板2。所述輔助構件4為與外殼1內腔相配合的圓柱體，其內設有貫通上下的疏水孔，以及與疏水孔隔開的位于中部的腔體，閥芯7的上半部分位于該腔體內。所述閥體5通過外螺紋旋于外殼1內部下端，過濾器、輔助構件4和閥體5的壓緊力均來源于閥體5外螺紋向上旋的力。所述閥芯7包括上端設有圓管的空心膨脹球7-5，圓管與空心膨脹球內腔體相通， 空心膨脹球內腔體內填充滿石蠟7-6，圓管內設有下端與石蠟7-6接觸的導熱芯7-1，導熱芯7-1上端伸出圓管外至過濾器的下層墊片3處；所述圓管外部套有一壓緊螺帽7-3，且壓緊螺帽7-3與圓管之間套有一錐形卡環(huán)7-4，壓緊螺帽7-3上旋有一壓緊螺絲7-2，所述壓緊螺絲7-2套在導熱芯7-1上。所述空心膨脹球7-5的上下部分的腔體壁厚大于左右側腔體壁厚。所述導熱芯7-1采用紫銅制作而成。所述空心膨脹球7-5采用尼龍材料或聚甲醛高分子材料一種蒸汽疏水閥制作和使用方法，包括以下步驟
1).閥芯7的制作
采用常規(guī)吹塑工藝制作空心膨脹球7-5，根據實際管道蒸汽壓力選擇全精煉石蠟7-6， 石蠟7-6融化后注入到空心膨脹球7-5中，除凈石蠟7-5中的空氣并帶壓冷卻凝固，同時將導熱芯7-1安裝至空心膨脹球7-5的內部；
將壓緊螺帽7-3、卡環(huán)7-4套在空心膨脹球7-5的圓管上，將壓緊螺絲7-2套在導熱芯 7-1上，并使導熱芯7-1較粗的部分與圓管的端部靠緊，旋轉壓緊螺帽7-3，將卡環(huán)7-4牢牢的壓在圓管上，完成閥芯7制作；
2).組裝
制作一帶有內部帶有形環(huán)凸臺的外殼1，下部加工內螺紋，從外殼1下部順次將過濾器、輔助構件4、閥芯7及閥體5安裝好，將調節(jié)螺絲6安裝在閥體5下端的中心孔內，外殼 4上端根據疏水管道的大小選擇變徑并與外殼焊接；3)使用和調節(jié)
將疏水管道焊接在外殼1上端的變徑上，打開管道截止閥使凝結水進入疏水閥內部， 經過濾板2過濾后流經輔助構件4的疏水孔，再流過空心膨脹球7-5與閥體5間的縫隙后流出疏水閥；
隨著溫度的升高，空心膨脹球7-5和導熱芯7-1不斷的向石蠟7-6傳熱，石蠟7-6逐漸融化，因石蠟7-6的相變體積大，致使在溫度升高的過程中空心膨脹球7-5發(fā)生膨脹直至消除了與閥體5之間的間隙并壓緊，停止疏水的排出；
因石蠟7-6的熔點比蒸汽的飽和溫度低，因此使得疏水溫度有較大的過冷度，減少熱能的浪費；
若存在排水溫度高的現(xiàn)象則可將調節(jié)螺絲6向上旋，減少膨脹球7-5與閥體5之間的縫隙。
權利要求
1.一種蒸汽疏水閥，其特征是，包括上端設有進水口、下端開口的外殼，所述外殼內由上向下依次設有過濾器、輔助構件和閥體，所述輔助構件和閥體內設有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端與過濾器相通，下端與出水管道相連；所述閥體內的疏水孔內設有閥芯，閥芯的上半部分設于輔助構件中心的空腔內。
2.如權利要求1所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述外殼上端為與疏水管道相連的變徑結構。
3.如權利要求2所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述外殼內設有水平向內凸出的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺下部設有過濾器。
4.如權利要求1所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述過濾器為陶瓷式過濾器，其包括上下兩層墊片和設置于兩層墊片之間的過濾板。
5.如權利要求1所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述輔助構件為與外殼內腔相配合的圓柱體，其內設有貫通上下的疏水孔，以及與疏水孔隔開的位于中部的腔體，閥芯的上半部分位于該腔體內。
6.如權利要求1所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述閥體通過外螺紋旋于外殼內部下端，過濾器、輔助構件和閥體的壓緊力均來源于閥體外螺紋向上旋的力；閥體下端設有與閥芯下部接觸的調節(jié)螺絲。
7.如權利要求1所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述閥芯包括上端設有圓管的空心膨脹球，圓管與空心膨脹球內腔體相通，空心膨脹球內腔體內填充滿石蠟介質，圓管內設有下端與石蠟介質接觸的導熱芯，導熱芯上端伸出圓管外至過濾器的下層墊片處；所述圓管外部套有一壓緊螺帽，且壓緊螺帽與圓管之間套有一錐形卡環(huán)，壓緊螺帽上旋有一壓緊螺絲， 所述壓緊螺絲套在導熱芯上。
8.如權利要求7所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述空心膨脹球的上下部分的腔體壁厚大于左右側腔體壁厚。
9.如權利要求1所述的蒸汽疏水閥，其特征是，所述導熱芯采用紫銅制作而成。
10.一種蒸汽疏水閥制作和使用方法，包括以下步驟1).閥芯的制作采用常規(guī)吹塑工藝制作空心膨脹球，根據實際管道蒸汽壓力選擇全精煉石蠟，石蠟融化后注入到空心膨脹球中，除凈石蠟中的空氣并帶壓冷卻凝固，同時將導熱芯安裝至空心膨脹球的內部；將壓緊螺帽、卡環(huán)套在空心膨脹球的圓管上，將壓緊螺絲套在導熱芯上，并使導熱芯較粗的部分與圓管的端部靠緊，旋轉壓緊螺帽，將卡環(huán)牢牢的壓在圓管上，完成閥芯制作；2).組裝制作一帶有內部帶有環(huán)形凸臺的外殼，下部加工內螺紋，從外殼下部順次將過濾器、輔助構件、閥芯及閥體安裝好，將調節(jié)螺絲安裝在閥體下端的中心孔內，外殼上端根據疏水管道的大小選擇變徑并與外殼焊接；3)使用和調節(jié)將疏水管道焊接在外殼上端的變徑上，打開管道截止閥使凝結水進入疏水閥內部，經過濾板過濾后流經輔助構件的疏水孔，再流過空心膨脹球與閥體間的縫隙后流出疏水閥；隨著溫度的升高，空心膨脹球和導熱芯不斷的向石蠟傳熱，石蠟逐漸融化，因石蠟的相變體積大，致使在溫度升高的過程中膨脹球發(fā)生膨脹直至消除了與閥體之間的間隙并壓緊，停止疏水的排出；因石蠟的熔點比蒸汽的飽和溫度低，因此使得疏水溫度有較大的過冷度，減少熱能的浪費；若存在排水溫度高的現(xiàn)象則可將調節(jié)螺絲向上旋，減少膨脹球與閥體之間的縫隙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蒸汽疏水閥，包括上端設有進水口、下端開口的外殼，所述外殼內由上向下依次設有過濾器、輔助構件和閥體，所述輔助構件和閥體內設有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端與過濾器相通，下端與出水管道相連；所述閥體內的疏水孔內設有閥芯，閥芯的上半部分設于輔助構件中心的空腔內。本發(fā)明同時還公開了該疏水閥的制作和使用方法。本發(fā)明結構簡單、零件少，制造和維護成本低，檢修方便；過濾效果好，徹底解決了因雜質卡塞閥芯使疏水閥失效的問題；閥體的使用壽命長，而且密封面無需精加工，降低了制造成本；該疏水閥排水溫度比蒸汽管道壓力下的飽和溫度低，屬于過冷水排放，減少散熱量，節(jié)約能源。
文檔編號F16T1/38GK102359713SQ20111024740
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權日2011年8月24日
發(fā)明者葉盛芳, 張永祥, 楊貴州, 芮勝波, 邱學強, 陳天水, 顏芳 申請人:兗礦魯南化肥廠