專(zhuān)利名稱：雙金屬片疏水閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及閥門(mén)，尤其是應(yīng)用于用汽設(shè)備熱力管道上、實(shí)現(xiàn)汽水系統(tǒng)排水阻氣作用的雙金屬片型熱靜力式疏水閥。
熱靜力式疏水閥是化工、冶金、食品等行業(yè)的工業(yè)鍋爐以及其它民用鍋爐的用汽設(shè)備和熱力管道上常用的閥門(mén)。使用中，要求閥門(mén)能使設(shè)備管道迅速排出冷凝水的同時(shí)，阻止蒸汽外溢，而將大量熱能加以回收和積聚，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和節(jié)熱的目的。在國(guó)內(nèi)外，已有的靜力式疏水閥都采用鐘座式結(jié)構(gòu)，進(jìn)出口位置相隔90°，冷凝水的進(jìn)入和放出以直角轉(zhuǎn)折流動(dòng)，導(dǎo)致阻損增加；疏水閥控制排量的閥芯和閥座安裝方式和結(jié)構(gòu)采用順向關(guān)閉的錐面接合，即閥芯位于閥座錐面前部以及彼此面接觸開(kāi)閉，使用時(shí)排放特點(diǎn)為大行程、小排放開(kāi)度截面，因而容易形成汽塞；感溫元件采用正方形或菱形的結(jié)構(gòu)外形的雙金屬片，受熱后整片動(dòng)作、引起較大的過(guò)冷度，通常都大于30°，易造成用汽設(shè)備積水和影響加熱工藝。所以，目前盡管鐘座式熱靜力式疏水閥還在工業(yè)和民用上應(yīng)用，但鑒于上述缺陷，通常帶來(lái)排水量偏小、實(shí)用范圍偏狹、漏汽率過(guò)大、過(guò)冷度高以及制造成本高、節(jié)能效果差等一直是熱工人員所關(guān)心和亟待解決的題課。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上所說(shuō)的各種缺點(diǎn)加以改進(jìn)，而提供一種管式結(jié)構(gòu)的雙金屬片熱靜力式疏水閥，它使疏水閥的冷凝水進(jìn)出口位于同一軸心線上而減小小阻損，閥芯和閥座采用逆向關(guān)閉錐球結(jié)合，即閥芯位于閥座錐面之后和線接觸開(kāi)閉，具有良好的密封性能、軸向行程小而排放截面開(kāi)度大，可使排水量增大和漏汽率減小，從而大大降低冷凝水流過(guò)疏水閥時(shí)所引起的滯損和汽塞；感溫元件應(yīng)用多瓣形雙金屬片，使其感溫彎折線特性大體上與飽和水蒸汽溫度壓力特性曲線相吻合而達(dá)到控制排水時(shí)過(guò)冷度在10°左右。
本疏水閥包括外殼、閥芯、閥桿、進(jìn)出口接頭和雙金屬片等元件組成，外殼為圓管形，進(jìn)出口接頭分別固定安裝在外殼的兩端，進(jìn)口接頭具有一后內(nèi)底，該內(nèi)底中心有凸臺(tái)、凸臺(tái)周?chē)膬?nèi)底上鉆有2個(gè)以上圓周均布的進(jìn)水孔、而凸臺(tái)中鉆有供閥桿滑移的孔，出水接頭內(nèi)安裝閥座，閥座壁上開(kāi)有與閥腔相連通的2個(gè)以上圓周均布的出水孔，這樣可以從進(jìn)水孔進(jìn)入閥腔的凝結(jié)水等可經(jīng)出水孔從閥座的中心流出，由彈簧帶動(dòng)的閥桿后部固定閥芯，所說(shuō)閥芯外周表面(或截面)成半球形(或半圓形)并位于閥座錐面的右側(cè)或后面和彼此相對(duì)，在彈簧和閥座之間的閥桿上串有2組以上、每組二片正反疊合的六瓣雪花形雙金屬片。為了防止雜物進(jìn)入閥腔，疏水閥進(jìn)口接頭的后底處安放濾網(wǎng)。本實(shí)用新型中閥芯和濾網(wǎng)可用鋼或銅金屬材料制造。
本實(shí)用新型的疏水閥與同類(lèi)雙金屬片疏水閥相比的優(yōu)點(diǎn)除了過(guò)冷度小、排水量大、漏汽率可控制在3％以下，即減小50％以上以外，還具有能適應(yīng)用熱設(shè)備對(duì)溫度控制和調(diào)節(jié)要求精度較高的場(chǎng)合、且阻氣排氣靈敏可靠，能在0－16bar壓力范圍連續(xù)排放、能自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)噪音和震動(dòng)，而且本疏水閥還有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、加工方便、成本低等特點(diǎn)。


圖1表示本實(shí)用新型的熱靜力式疏水閥的剖視圖；圖2表示本實(shí)用新型疏水閥六瓣雪花形雙金屬片的正視圖；圖3a－3d表示疏水閥一組雙金屬片初始和0至16bar壓力下工作狀態(tài)圖；圖4表示在0－16bar壓力下，雙金屬片的四對(duì)瓣片彎繞張力曲線與水蒸汽飽和曲線的關(guān)系。
圖5表示本疏水閥排量與過(guò)冷度及背壓的關(guān)系圖表。
參見(jiàn)
圖1，該圖表示了本實(shí)用新型疏水閥的一個(gè)具體實(shí)施例，疏水閥由一外殼9、一進(jìn)口接頭1、一出口接頭15、一壓簧3、一卡圈5、4組雙金屬片6、一閥桿10、一閥座11和一閥芯12等組成。進(jìn)口接頭1固定安裝在外殼9的左側(cè)，接頭1具有一個(gè)后內(nèi)底，內(nèi)底上鉆有6個(gè)圓周均布的進(jìn)水孔18，內(nèi)底中心部具有向底平面左右二側(cè)伸出的凸臺(tái)17，右面凸臺(tái)中心鉆有滑移孔19。其中進(jìn)水孔18提供了從進(jìn)口16來(lái)的冷凝水或蒸汽可均勻地進(jìn)入閥腔的通道。
出口接頭15固定安裝在外殼的右側(cè)，其內(nèi)孔車(chē)制有階梯臺(tái)面。疏水閥的閥座11設(shè)計(jì)成帶有肩部的筒形狀體，該閥座11的右側(cè)車(chē)制有90°的內(nèi)圓錐面，左面底部上鉆有閥桿的支承或滑移孔，二側(cè)壁上開(kāi)有4個(gè)圓周均布的出水孔20、出水孔20的中心軸線與閥座11的中心軸線相對(duì)傾角為45°這樣，在閥座11固定安裝到出口接頭15中后它的肩部與階梯臺(tái)平面銜接、而出水孔20則位于出口接頭9的前部或左側(cè)，與閥腔相連通，所以閥腔內(nèi)的凝結(jié)水或蒸汽可以平緩和流暢地經(jīng)出水孔20流到閥座11和閥芯12之間的位置。
閥桿10架設(shè)在進(jìn)口接頭1的滑移孔19和閥座11的底部滑移孔上且它的自由端伸出閥座11外，該自由端的一部分鉸或車(chē)有螺紋。閥芯8帶有中心孔、可穿在閥桿的自由端的并用螺母緊固在確定的位置。因?yàn)殚y芯是易損零件，所以這樣安裝在閥芯8裝卸和調(diào)換都是十分方便的。閥桿10前部有環(huán)槽，放置卡圈5。
本疏水閥中壓簧3位于進(jìn)口接頭1的后內(nèi)底和卡圈5之間。為了使壓簧3在彈性位移時(shí)不致偏離軸心線，一般在壓簧3鄰接卡圈5的一側(cè)裝有彈簧座圈4。本疏水閥的壓簧3在自由狀態(tài)下始終通過(guò)卡圈給予或施于閥桿10一個(gè)向右的推力，使閥座11的錐面和閥芯12的球面之間處于相對(duì)分離狀態(tài)，這個(gè)分離狀態(tài)的開(kāi)度可根據(jù)疏水閥的工作要求預(yù)先確定。
參看
圖1和2所述雙金屬片6在本實(shí)施案中應(yīng)用4組六瓣雪花形閥片，每組二片，以一組一組緊靠地串在閥桿上并位于卡圈5和閥座11之間。每片閥片都做成徑向三對(duì)稱、長(zhǎng)、中、短三種不同長(zhǎng)度的對(duì)稱瓣，每一組的長(zhǎng)、中、短瓣彼此相疊、瓣頂?shù)南騼?nèi)彎折邊端相互頂接觸、相鄰二組雙金屬片則背向緊靠。每一雙金屬片的相鄰的長(zhǎng)瓣和短瓣之間夾角為60－68°，最好是64°，短瓣和中瓣之間夾角為46－54°，最好是50°。長(zhǎng)、中、短瓣的長(zhǎng)度相互間差在0.5－4mm。這種結(jié)構(gòu)雙金屬片可使閥腔內(nèi)汽水均勻地感溫于每塊雙金屬板，以保證感溫元件有較高的靈敏度和可靠的動(dòng)作穩(wěn)定性。
疏水閥工作過(guò)程和雙金屬片作用情況，用其中一組閥片加以說(shuō)明，見(jiàn)圖3a－d。
圖3a表示疏水閥未工作時(shí)，雙金屬片未產(chǎn)生感溫彎繞張力、六瓣平疊、頂端相互接觸。這時(shí)，閥桿在壓簧3作用下閥芯12和閥桿10保持設(shè)計(jì)時(shí)的相對(duì)開(kāi)度、凝水自動(dòng)排放。
圖3b表示當(dāng)疏水閥在0－6bar壓力下工作，雙金屬片只有一對(duì)長(zhǎng)瓣進(jìn)行工作、感溫彎撓產(chǎn)生張力，在某一壓力下開(kāi)始因凝結(jié)水溫度較低，瓣的感溫張力不足以克服壓簧3和汽壓對(duì)閥芯12的推力、閥芯12與閥座11有一定開(kāi)度、凝水則自動(dòng)排放。當(dāng)凝水溫度繼續(xù)升高，長(zhǎng)瓣感溫彎撓產(chǎn)生的張力迅速增加、接近或超過(guò)壓簧和汽壓對(duì)閥芯12的推力，使閥芯與閥座的開(kāi)度減小直至完全嚙合關(guān)閉、并有效地減小或阻止接近飽和溫度的凝水和蒸汽的排放，完成了一對(duì)長(zhǎng)瓣在0－6bar(巴)壓力下自動(dòng)排水阻汽的功能，此時(shí)兩對(duì)短瓣在此壓力下感溫彎撓較小，頂端脫離接觸故不產(chǎn)生軸向張力(未畫(huà)出)。
當(dāng)疏水閥在6－11bar(巴)壓力下工作時(shí)，見(jiàn)圖3c，雙金屬片除一對(duì)長(zhǎng)瓣進(jìn)行工作外，另外一對(duì)較短的中瓣亦投入工作，在這一壓力范圍內(nèi)，雖凝水溫度較高，長(zhǎng)瓣的感溫彎撓增加，但由于汽壓升高對(duì)閥芯推力增加值大于長(zhǎng)瓣感溫彎撓所產(chǎn)生的張力，這時(shí)，一對(duì)中瓣頂端接觸、感溫彎撓產(chǎn)生張力與長(zhǎng)瓣張力疊加，執(zhí)行著如上一樣的、在某一壓力下凝水由低溫到高溫(飽和溫度)的自動(dòng)排水阻汽的功能，此時(shí)最短的一對(duì)瓣片與上同理，頂端脫離接觸，不產(chǎn)生軸向張力。(未畫(huà)出)。
在圖3d中顯示了疏水閥在10－16bar(巴)壓力下，雙金屬片三對(duì)瓣片均投入工作。在某一壓力下、凝水由低溫到高溫，即飽和溫度下投入工作的順序是長(zhǎng)瓣－中瓣－短瓣，過(guò)程同上。疏水閥達(dá)到完全嚙合關(guān)閥、停止排放、阻止了蒸汽泄漏，完成了自動(dòng)排水阻氣的工作過(guò)程。當(dāng)閥體散熱冷卻，閥腔內(nèi)的蒸汽冷凝為凝結(jié)水、或進(jìn)口流入凝水、這時(shí)感溫雙金屬片軸向彎撓行程較小，閥桿在壓簧的作用下閥芯與閥座又保持一定開(kāi)度、凝水又自動(dòng)排放。所以根據(jù)進(jìn)入疏水閥閥腔的凝水和所處壓力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水阻氣和排放凝水作用。
如上所述，六瓣雪花形徑向三對(duì)稱雙金屬片保證了疏水閥在0－16bar(巴)壓力范圍內(nèi)按三對(duì)瓣片彎撓張力的三條折線a、b、c規(guī)律可靠動(dòng)作，見(jiàn)圖4，其較為靈敏地沿著0－16bar(巴)壓力的水蒸汽飽和曲線d較吻合的狀態(tài)進(jìn)行工作。從圖中還可以看到過(guò)冷度e百分率很小。
從圖5中可見(jiàn)，本疏水閥感溫彎撓排水、其排量隨著凝水的過(guò)冷度的增加和出口背壓的減小而增大，并且有對(duì)不同工況的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。因本疏水閥只要初次調(diào)定開(kāi)度，故無(wú)需調(diào)節(jié)裝置。這樣一種排量與過(guò)冷度及背后關(guān)系可使自動(dòng)排放積水和不凝氣體，無(wú)需防凍，也不會(huì)產(chǎn)生水錘。
權(quán)利要求1.一種雙金屬片疏水閥包括外殼、閥芯、閥桿、進(jìn)出口接頭和雙金屬片，其特征在于外殼為圓管形，進(jìn)出口接頭分別固定在外殼的兩端，進(jìn)口接頭具有一后內(nèi)底，內(nèi)底中心有凸臺(tái)，凸臺(tái)周?chē)膬?nèi)底上鉆有2個(gè)以上圓周均布的進(jìn)水孔、而凸臺(tái)中鉆有供閥桿滑移的孔、出水接頭內(nèi)安裝的閥座的壁上開(kāi)有與閥腔相連通的2個(gè)以上圓周均布的出水孔、閥桿后部固定有外周表面成半球形閥芯，閥芯的球面與閥座的錐面彼此相對(duì)并位于錐面的右側(cè)，在彈簧和閥座之間的閥桿上串有2組以上、每組二片正反疊合的六瓣、每瓣頂端內(nèi)彎的雪花形雙金屬片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水閥，其特征在于所述的內(nèi)底上進(jìn)水孔為6個(gè)，閥座壁上的出水孔為4個(gè)，而閥桿上串有4組六瓣雪花形雙金屬片，所說(shuō)的出水孔軸心線與閥座中心軸線傾斜45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水閥，其特征在于所說(shuō)六瓣雪花形雙金屬片具有徑向長(zhǎng)、中、短三對(duì)稱瓣、相鄰的長(zhǎng)瓣與短瓣之間夾角為60－68°，最好是64°，短瓣和中瓣之間夾角為46－54°，最好是50°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疏水閥，其特征在于在緊靠進(jìn)口接頭的后內(nèi)底處安放濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的疏水閥，其特征在于濾網(wǎng)和閥芯均為銅質(zhì)的。
專(zhuān)利摘要一種用汽設(shè)備熱力管道上排水阻氣用的雙金屬片疏水閥，其進(jìn)出口在同一軸心線上、閥桿后部固定有半球形閥芯，該球面與閥座的錐面彼此相對(duì)并位于錐面的右側(cè)和閥桿上串有2組以上、每組二片正反疊合的六瓣雪花形雙金屬片、使疏水閥具過(guò)冷度小、排水量大、漏汽率可控制在3％以下、即減小50％以上，適用于熱設(shè)備溫度控制要求精度較高、能在0—16bar壓力范圍連續(xù)排放和自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)噪音和震動(dòng)工作，還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16T1/08GK2034643SQ88206199
公開(kāi)日1989年3月22日 申請(qǐng)日期1988年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月24日
發(fā)明者徐步淦, 錢(qián)存道, 歐勇 申請(qǐng)人:徐步淦, 錢(qián)存道, 歐勇