一种具有止逆功能的浮球式疏水阀
阅读说明：本技术 一种具有止逆功能的浮球式疏水阀 (Floating ball type drain valve with non-return function ) 是由 雷娟 朱文正 崔晓红 何婷婷 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种具有止逆功能的浮球式疏水阀。本发明包括阀体、阀盖、浮球、过滤网、止逆阀体、止逆阀芯、档杆、U型双金属、定位压板、进出水口法兰、金属包边垫片；浮球支撑点由阀座孔口和以阀座中心轴线为轴线,直径为φ的圆柱体表面上对称且成90°夹角的两点,对浮球形成三点支撑,并且疏水阀工作时,浮球始终在成90°夹角的两点支撑下滚向阀座中心孔口部,使得浮球与阀座形成很好的密封,疏水阀漏气量少,工作性能稳定、可靠；止逆阀芯内置于止逆阀体流道内,档杆定位,具有止逆功能,可有效避免凝液倒流形成水锤对浮球疏水阀本体内部的损坏,能稳定地起到阻汽排水作用；采用U型双金属片排除空气,能够防止空气气堵。(The invention discloses a floating ball type drain valve with a non-return function. The invention comprises a valve body, a valve cover, a floating ball, a filter screen, a check valve body, a check valve core, a stop lever, U-shaped double metals, a positioning pressing plate, a water inlet and outlet flange and a metal edge-covered gasket; the floating ball supporting point is formed by two points which are symmetrical and form an included angle of 90 degrees on the surface of a cylinder with the diameter phi and the orifice of the valve seat, the central axis of the valve seat is taken as an axis, three-point support is formed on the floating ball, and when the drain valve works, the floating ball always supports and rolls towards the orifice of the central hole of the valve seat at the two points which form the included angle of 90 degrees, so that the floating ball and the valve seat form good sealing, the drain valve has less air leakage, and the working performance is stable and reliable; the check valve core is arranged in the flow passage of the check valve body, and the stop lever is positioned, so that the check valve has a check function, can effectively prevent condensate from flowing back to form water hammer to damage the interior of the floating ball drain valve body, and can stably play a role in steam resistance and water drainage; and air is removed by adopting the U-shaped bimetallic strip, so that air blockage can be prevented.)
技术领域
本发明涉及一种密封性能好、漏气量小、工作稳定，而且还具有止逆功能的浮球式疏水阀，属于蒸汽疏水阀领域，具体地说是一种自由浮球式蒸汽疏水阀。
背景技术
目前，公知的自由浮球疏水阀都不具备止逆功能，出现停机检修或负压情况时，排水通道内的凝液存在倒流情况，客户使用时需要另外安装止回阀，给使用带来极大的不便。现有的自由浮球式蒸汽疏水阀，一般浮球支撑点都是两个，一个在阀体内腔底面，一个在阀座排液孔口部，密封性能差，工作不稳定，阀座口部短时间内被冲蚀，使用寿命短。用户经常反馈此类疏水阀漏气量太大，超过GB/T 12251-2005《蒸汽疏水阀实验方法》中规定的自由浮球式疏水阀的漏气量标准，特别是到冬天，就会形成“白龙”，不能满足自由浮球式蒸汽疏水阀设计的工作性能要求。CN86204258公开的专利三点支托浮球式疏水阀加工精度要求高,支托浮球的三点必须在一个球面上，加工难度很大,对浮球的尺寸精度要求也很高，且本身不具备止逆功能，长时间使用后还会存在失灵的情况，导致不能稳定地起到阻汽排水作用。
发明内容
本发明的目的在于提出具有止逆功能的浮球式疏水阀；本发明所述的具有止逆功能的浮球式疏水阀能够克服现有自由浮球式蒸汽疏水阀漏气量偏大,工作性能不稳定，本身不具备止逆功能，容易产生空气气堵等问题；本发明漏气量少，甚至不漏气，工作性能稳定、可靠；具有止逆功能；采用U型双金属片排除空气，能够防止空气气堵，启动迅速。
为实现上述目的，本发明所述一种具有止逆功能的浮球式疏水阀，包括阀体和阀盖组成阀壳，所述阀壳内设置有浮球、U型双金属、止逆阀体，在阀体内设置有三个支撑浮球的支撑点，三个支撑点中的两个支撑点分别为第一凸台和第二凸台，另一支撑点为阀座孔口；
所述阀盖左端设有进水孔与阀盖内腔接通，阀盖右端设有出水孔与出水流道键槽形通孔接通，出水流道键槽形通孔与出水流道孔相通；阀盖左右两端分别焊接有进水口法兰和出水口法兰，所述进水口法兰和出水口法兰水平同心；
所述阀体上装有过滤网，过滤网上设有均匀排布的小孔，浮球设置于阀体与过滤网形成的腔内；所述阀体底部设有排污口，所述排污口与阀体内腔接通，排污口内设置有螺纹，所述排污口内的螺纹与排污螺塞匹配；
所述阀体内腔设置有与阀座面，阀座面上安装有止逆阀体，所述阀座面与阀体的底面之间的夹角为45°，所述阀座面上开设有阀座孔，阀座孔的底孔与出水流道孔接通；阀座孔内壁设置螺纹，阀座孔的螺纹与止逆阀体匹配；
所述第一凸台和第二凸台与阀座孔的中心轴线对称，且与阀体的中心轴线的交点A为中心点，直径为φ的圆柱体表面上,并且第一凸台和第二凸台之间的夹角为90°；
所述阀体上设有台阶盲孔，台阶盲孔与过滤网的沿口匹配。
所述排污口与排污螺塞之间安装有螺塞垫。
所述止逆阀体内设有三台阶排液通孔，所述台阶排液通孔的一端与浮球接触，其另一端与出水流道孔接通；所述与浮球接触的台阶排液通孔端为台阶排液的小口径端，与出水流道孔接通的台阶排液通孔端为台阶排液的大口径端。
所述止逆阀体台阶排液通孔大口径端内腔装有止逆阀芯,止逆阀体台阶排液通孔大口径端还设有通孔,通孔与档杆配合。
所述台阶排液通孔的孔口能够与浮球接触，孔口与浮球接触时严密配合；所述台阶排液通孔内的排水孔口能够与止逆阀芯接触，排水孔口与止逆阀芯接触时严密配合。
所述U型双金属通过定位压板固定于阀体底部，定位压板呈“几”型，所述定位压板与阀体底部固定。
所述阀体与阀盖之间设置有金属包边垫片，所述阀体上端面设置有用于放置金属包边垫片的包边槽，所述金属包边垫片位于出水流道键槽形通孔与出水流道孔连通处开设有出水通孔。
所述阀体的端面设有阀体螺栓通孔，阀盖的端面设有阀盖螺栓通孔；阀体螺栓通孔与阀盖螺栓通孔对应，所述阀体螺栓通孔与阀盖螺栓通孔之间贯穿双头螺柱，双头螺柱通过与其匹配的I型六角螺母固定。
所述U型双金属是由主动层和被动层合制而成，所述主动层靠U型外层，被动层靠U型内层，主动层受热的形变大于被动层的形变；
所述U型双金属的一端为尖部，其另一端为平部；U型双金属受热时，尖部整体就会弯向被动层，所述尖部形变后浮球与阀座孔口严密配合，所述尖部恢复形变后将浮球顶起，浮球与阀座孔口之间具有间隙；平部通过螺钉固定在阀体底部。
所述蒸汽疏水阀的背压是指蒸汽疏水阀下游压力即出口压力(称之为背压)，蒸汽疏水阀的出口压力的变化会导致蒸汽疏水阀工作性能的变化，疏水阀要确保背压发生变化时也要良好的维持工作。
所述疏水阀背压的出现会导致蒸汽疏水阀的实际工作压差减少，进而影响疏水阀的流体能力。极端工况时，疏水阀入口压力低于背压，从而使得疏水阀产生滞流而不能正常工作。
所述当蒸汽疏水阀停止工作时，疏水阀后的背压会使得冷凝水倒流，进而产生腐蚀等问题。在启动时，疏水阀后的背压有时会由于冷凝水侧的水锤震荡而产生破坏。
本发明所述一种具有止逆功能的浮球式疏水阀，其有益效果在于：本发明适用于饱和蒸汽主管、伴热管线、蒸汽输送管线及蒸汽间接加热设备。其优点是三点支撑浮球，使疏水阀漏气量很少，甚至不漏气，工作性能稳定、可靠,使用寿命长(启闭系统大于12000小时，壳体大于8年)；装有U型双金属自动排空气，能够防止空气气堵，启动迅速；安装方便，结构紧凑，且本身具备止逆功能，可有效避免凝液倒流形成水锤对浮球疏水阀本体内部的损坏，能稳定地起到阻汽排水作用。
附图说明
图1为本发明结构剖视示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1中阀体1的结构剖视图；
图4为图3的俯视图
图5为图1中阀体1和浮球7的三点支撑结构剖视示意图；
图6为图1中止逆阀体9和止逆阀芯10及档杆11拆分放大示意图；
图7为图1中U型双金属16的结构放大示意图；
图8为图7的俯视图；
图9为图1中U型定位压板15的结构放大示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为图1中金属包边垫片4的结构示意图；
图12为图1中阀盖5与出入水口法兰8焊接剖视示意图；
图13为本发明一种具有止逆功能的浮球式疏水阀腔体内空气及不凝气体、蒸汽、低温凝结水、高温凝结水的示意图；
图14为本发明工作原理初始示意图；
图15为本发明工作原理中高温凝结水进入，双金属下弯，关阀状态示意图；
图16为本发明工作原理中浮球上浮，开阀状态示意图；
图17为本发明工作原理中浮球复位，关阀状态示意图；
图18为本发明工作原理中浮球上浮，进入下一循环开阀状态示意图；
图19为本发明当工作背压升高时，止逆阀工作示意图。
图中：1-阀体、2-双头螺柱、3-I型六角螺母、4-金属包边垫片、5-阀盖、 6-过滤网、7-浮球、8-进水口法兰、8-1-出水口法兰、9-止逆阀体、10-止逆阀芯、11-挡杆、12-密封垫、13-弹簧垫圈、14-螺钉、15-定位压板、16-U型双金属、17-排污螺塞、18-螺塞垫、19-出水流道孔、20-阀座孔、21-阀座面、22- 第一凸台、23-第二凸台、24-台阶盲孔、25-包边槽、26-中心轴线、27-阀体螺纹孔a、27-1阀体螺纹孔b、28-排污口、29-阀体螺栓通孔、29-1-阀盖螺栓通孔、30-阀座中心轴线、31-台阶排液通孔、32-主动层、33-被动层、34-U型双金属固定通孔、35-双金属尖部、36-定位压板通孔a、36-1-定位压板通孔b、 37-出水通孔、38-阀座孔口、39-排水孔口、40-档杆固定孔、41-进水孔、42- 出水孔、43-出水流道键槽形通孔。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明所述一种三点支撑自由浮球式蒸汽疏水阀，包括阀体1 和阀盖5组成阀壳，所述阀壳内设置有浮球7、U型双金属16、止逆阀体9，在阀体1内设置有三个支撑浮球7的支撑点，三个支撑点中的两个支撑点分别为第一凸台22和第二凸台23，另一支撑点为阀座孔口38；
所述阀盖5左端设有进水孔41与阀盖5内腔接通，阀盖5右端设有出水孔 42与出水流道键槽形通孔43接通，出水流道键槽形通孔43与出水流道孔19相通；阀盖5左右两端分别焊接有进水口法兰8和出水口法兰8-1，所述进水口法兰8和出水口法兰8-1水平同心；
所述阀体1上装有过滤网6，过滤网6上设有均匀排布的小孔，浮球7设置于阀体1与过滤网6形成的腔内；所述阀体1底部设有排污口28，所述排污口 28与阀体1内腔接通，排污口28内设置有螺纹，所述排污口28内的螺纹与排污螺塞17匹配；
所述阀体1内腔设置有与阀座面21，阀座面21上安装有止逆阀体9，所述阀座面21与阀体1的底面之间的夹角为45°，所述阀座面21上开设有阀座孔 20，阀座孔20的底孔与出水流道孔19接通；阀座孔20内壁设置螺纹，阀座孔 20的螺纹与止逆阀体9匹配；
所述第一凸台22和第二凸台23位于与阀体水平中心轴线26对称，且以止逆阀体9的中心轴线30为轴线，直径为φ的圆柱体表面上,并且第一凸台22和第二凸台23之间的夹角为90°；
所述阀体1上设有台阶盲孔24，台阶盲孔24与过滤网6的沿口匹配。
所述排污口28与排污螺塞17之间安装有螺塞垫18。
所述阀座9,也是止逆阀体,其内设有三级台阶排液通孔31，所述台阶排液通孔31的一端与浮球7接触，其另一端与出水流道孔19接通；所述与浮球7 接触的台阶排液通孔31端为台阶排液的小口径端，与出水流道孔19接通的台阶排液通孔31端为台阶排液的大口径端；
所述止逆阀体9台阶排液通孔31大口径端内腔装有止逆阀芯10,止逆阀体 9台阶排液通孔31大口径端还设有通孔40,通孔40与档杆11配合。
所述台阶排液通孔31的孔口38能够与浮球7接触，孔口38与浮球7接触时严密配合；所述台阶排液通孔31内的排水孔口39能够与止逆阀芯10接触，排水孔口39与止逆阀芯10接触时严密配合。
所述U型双金属16通过定位压板15和U型双金属16上的通孔34固定于阀体1底部，定位压板15呈“几”型，所述定位压板15与阀体1底部固定。
所述阀体1与阀盖5之间设置有金属包边垫片4，所述阀体1上端面设置有用于放置金属包边垫片4的包边槽25，所述金属包边垫片4位于出水流道键槽形通孔41与出水流道孔19连通处开设有出水通孔37。
所述阀体1的端面设有阀体螺栓通孔29，阀盖5的端面设有阀盖螺栓通孔 29-1；阀体螺栓通孔29与阀盖螺栓通孔29-1对应，所述阀体螺栓通孔29与阀盖螺栓通孔29-1之间贯穿双头螺柱2，双头螺柱2通过与其匹配的I型六角螺母3固定。
所述U型双金属16上设置有主动层32和被动层33，所述主动层32靠U型外层，被动层33靠U型内层，主动层32受热的形变大于被动层33的形变；
所述U型双金属16的一端为尖部35，其另一端为平部；U型双金属16受热时，尖部35整体就会弯向被动层33，所述尖部35形变后浮球7与阀座孔口 38严密配合，所述尖部35恢复形变后将浮球7顶起,浮球7与阀座孔口38之间具有间隙；平部通过螺钉14和固定在阀体1底部。
所述平部与螺钉14之间设置有弹簧垫圈13；阀座面21与阀座11之间设置有密封垫12；所述U型双金属16的平部上开设有U型双金属通孔34，螺钉14 穿过U型双金属通孔34将U型双金属16固定在阀体1底部；排污口28与排污螺塞17之间设置有螺塞垫18；定位压板15的“几”型外翻上分别开设定位压板通孔a36，定位压板通孔b36-1，阀体1底面上设有阀体螺纹孔a27、阀体螺纹孔b27-1，定位压板通孔a36与阀体螺纹孔a27对应，定位压板通孔b36-1与阀体螺纹孔b27-1对应，固定件穿过定位压板通孔a36与阀体螺纹孔a27固定，固定件闯过定位压板通孔b36-1与阀体螺纹孔b27-1固定，将定位压板15与阀体1底部固定。
在正常使用时，疏水阀工作，浮球7始终在第一凸台22、第二凸台23表面支撑下靠向止逆阀体9的38，使得浮球7与阀座孔口38形成很好的密封，疏水阀漏气量很少，甚至不漏气，工作性能稳定、可靠；
当疏水阀背压升高，有冷凝水倒流时，冷凝水会推动止逆阀芯10移动以封闭排水孔口39，起到止回阀的作用，故本发明具备止逆功能；
U型双金属16由于各组元层的热膨胀系数不同，其曲率发生变化从而产生形变；疏水阀使用一段时间后，阀壳内就会积聚污物，定期打开排污螺塞17，排除污物，保证阀内清洁；
阀体1的包边槽25对金属包边垫片4进行定位，防止阀体1与阀盖5连接时金属包边垫片4位置跑偏；过滤网6一方面对杂质起到过滤作用，另一方面对浮球7起到一定的保护作用，防止高速液流对浮球7的直接冲击；浮球7耐压强度高和密封性能好，抗腐蚀。
本发明安装在管线上后，如图13、14、15、16、17、18的示意自动开始工作：首先管道内的空气或不凝结气体及凝结水混合物通过阀盖5左端进水口法兰8，经过进水孔41一并进入阀体1内腔，此时U型双金属16的尖部35将浮球7顶起，阀座孔口38、台阶排液通孔31、排水孔口39是敞开的，空气及不凝结气体和低温凝结水自动顺利通过阀座孔口38进入台阶排液通孔31，依次经过排水孔口39、出水流道孔19、出水通孔37、出水流道键槽形通孔43及出水孔42排出，如附图14；
然后进入阀壳内凝结水温度逐渐升高，U型双金属16受热，主动层32的形变大于被动层33的形变，从而尖部35整体就会向被动层33(向内)弯曲，这时浮球7和孔口38完全接触，对浮球7形成三点支撑，本发明所述疏水阀关闭，如附图15；
随后流入的大量高温凝结水在阀壳内开始聚集，在浮力的作用下浮球7上浮，离开孔口38，凝结水迅速从止逆阀体9的台阶排液通孔31，依次经过排水孔口39、出水流道孔19、出水通孔37、出水流道键槽形通孔43及出水孔42排出，见附图16；
随着液位的下降，浮球7又与孔口38继续接触，本发明所述疏水阀关闭，见附图17；
当继续有凝结水流入时，阀壳内部的水位上升，浮球7离开孔口38而上升，本发明所述疏水阀打开，排除凝结水，见附图18；
再随着凝结水的流入量的大小自动调节孔口38开度，使浮球7上下动作，实现按比例连续排水，确保设备内无冷凝水积存，从而能维持稳定的工艺温度，使设备生产效率达到最高。并反复循环进行这一动作。
当疏水阀背压升高，有冷凝水倒流时，冷凝水会推动止逆阀芯10移动以封闭排水孔口39，起到止回阀的作用，见附图19。
综上所述：本发明采用了三点支撑浮球结构，精确尺寸比例，精确排液，浮球在其它两点支撑下，始终强制滚向孔口38，形成三点支撑，密封性好，不仅实现了疏水阀漏气量少或不漏气，工作性能稳定、可靠,还减少了由于密封不严而造成的阀座冲蚀，延长了使用寿命长；
本发明将止逆阀芯内置于止逆阀体流道内,具有止逆功能，可有效避免凝液倒流形成水锤对浮球疏水阀本体内部的损坏，能稳定地起到阻汽排水作用；
本发明采用U型双金属片排除空气，防止了空气气堵，启动迅速，能连续排放凝结水。
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