一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀
阅读说明：本技术 一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀 (Torsion spring assisted medium-high pressure steam trap ) 是由 雷娟 李治辉 杜金明 杨芳军 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀。本发明所述疏水阀包括阀盖和阀体组成阀壳,所述阀壳内设置有控制架、杠杆、浮球、阀座、阀芯、扭簧,杠杆的一端连接浮球,杠杆的另一端安装扭簧。本装置优点是结构中的扭簧易换,开阀压力调节范围广,中高压差下工作性能稳定、可靠,体积小；外置空气排放阀,内置蒸汽解锁阀,能消除空气气堵和蒸汽汽锁,安装方便,能够在线维修。(The invention discloses a torsion spring assisted medium-high pressure steam trap. The drain valve comprises a valve cover and a valve body which form a valve shell, wherein a control frame, a lever, a floating ball, a valve seat, a valve core and a torsion spring are arranged in the valve shell, one end of the lever is connected with the floating ball, and the other end of the lever is provided with the torsion spring. The device has the advantages that the torsion spring in the structure is easy to replace, the valve opening pressure adjusting range is wide, the working performance under the medium-high pressure difference is stable and reliable, and the volume is small; the external air discharge valve and the built-in steam unlocking valve can eliminate air blockage and steam lock, and the device is convenient to install and can be maintained on line.)
技术领域
本发明涉及一种在中高压差下工作性能稳定、可靠，开阀压力可调节的特殊阀门，属于蒸汽疏水阀领域，具体地说是一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀。
背景技术
随着国家对节能减排工作的不断深入开展，杠杆浮球式蒸汽疏水阀作为一种自力式疏水阀门，有着广泛的使用性。不同的工况选用不同形式的疏水阀，目前，公知的杠杆浮球式蒸汽疏水阀有单阀座和双阀座两种结构形式，双阀座密封很难做到两个阀座同时密封，一般漏气量较大；而单阀座密封在中高压差下，随着压差的增大，开阀静压力成倍的增加，要求的开阀力相应增大，为了开阀，就得加长杠杆或增大浮球直径，这样疏水阀的体积就会增大；而且增大浮球直径，为了保证浮球的承压强度，壁厚就必须增加，浮球的重量随之增加，造成疏水阀开启困难，导致疏水阀不能正常工作。目前，国内外尚无压差在6.5MPa.G以上的单阀座杠杆浮球式蒸汽疏水阀，因此不能够满足小体积高压差蒸汽加热设备选用疏水阀的需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀，本发明所述的疏水阀能够实现6.5MPa.G以上压差下工作稳定、可靠，而且体积小，能消除空气气堵和蒸汽汽锁，安装方便，能够在线维修的单座杠杠浮球式蒸汽疏水阀。
为实现上述目的，本发明所述一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀，包括阀盖和阀体组成阀壳，所述阀壳内设置有控制架、杠杆、浮球、阀座、阀芯、扭簧，杠杆的一端连接浮球，杠杆的另一端安装扭簧；
所述阀盖内端面设有解锁阀座孔，解锁阀座孔内装有解锁阀座；所述解锁阀座孔内设置有螺纹，解锁阀座孔内的螺纹与解锁阀座匹配；所述解锁阀座孔与L型流道孔接通，L型流道孔通过阀盖流道连接孔与阀盖出水流道孔贯通；L型流道孔口部设有密封垫定位孔，密封垫定位孔与阀体内腔接通；
所述阀体一端设有进水孔与阀体内腔接通，阀体另一端设有出水孔与阀盖出水流道孔相通；阀体两端分别焊接有出水口法兰和进水口法兰，所述进水口法兰和出水口法兰水平同心；
所述阀体内装有过滤网，过滤网上设有均匀排布的小孔；所述控制架设置于阀体与过滤网形成的空腔内；所述阀体顶部设有排空阀座孔，所述排空阀座孔与阀体内腔接通，排空阀座孔内设置有螺纹，所述排空阀座孔内的螺纹与排空阀座匹配。
所述控制架上开设有阀座孔，阀座孔中装有阀座；所述阀座孔的底孔与控制架出水孔接通；阀座孔内壁设置螺纹，阀座孔的螺纹与阀座匹配；
所述控制架左右两侧对称设置两个悬臂，分别为控制架悬壁a、控制架悬壁b；控制架悬壁a上设有悬壁通孔a，控制架悬壁b上设有悬壁通孔b；所述杠杆上设有阀芯通孔，孔内装有阀芯，用开口挡圈限位；所述杠杆左右两侧对称设置两个侧翼，分别为杠杆悬臂a和杠杆悬臂b，杠杆悬臂a和杠杆悬臂b上均开设有通孔；所述销轴依次穿过悬壁通孔a、杠杆悬臂a、杠杆悬臂b、悬壁通孔b，销轴的另一端用开口销固定；所述杠杆与浮球焊接；所述控制架悬壁b上开设有扭簧固定孔；扭簧的一端为扭簧固定端插入扭簧固定孔内固定，其另一端为扭簧作用端支撑在杠杆底面上；所述扭簧螺旋中心为扭簧孔，所述销轴还穿过扭簧孔。
所述排空阀座与阀体之间安装有螺塞垫；所述解锁阀与阀盖之间安装有螺塞垫。
所述排空阀座中心设有台阶排空孔，台阶排空孔口部设有锥形密封孔，锥形密封孔与排空阀芯上的密封面配合为线密封；所述排空阀芯上设有外螺纹与排空阀座上开设的螺纹孔相配合；所述排空阀座侧壁上设有排气小通孔，排气小通孔与排空阀座和排空阀芯形成的空腔接通。
所述阀座中心设有台阶排液通孔，台阶排液通孔的小端与阀芯接触密封，大端与出水流道通孔接通。
所述解锁阀座上设有迷宫小通孔，迷宫小通孔一端与阀腔接通，另一端与阀盖L型流道孔接通，进而通过流道连接孔，经过阀盖出水流道孔与阀体出水孔贯通。
所述控制架通过其上开设螺钉通孔，用控制架与阀盖通过螺钉贯穿螺钉通孔固定；所述控制架与阀盖之间设置有密封垫片；所述阀盖端面设置有用于放置密封垫片的包边槽a；所述阀座与控制架之间设置有密封垫片；所述控制架端面设置有用于放置密封垫片的包边槽b。
所述阀盖与阀体之间设置有密封垫片，所述阀体端面设置有用于放置密封垫片的包边槽c，所述密封垫片位于阀盖出水流道通孔与阀体出水孔的对应处开设有出水通孔。
所述阀盖的端面设有阀盖螺栓通孔，阀体的端面设有阀体螺栓通孔；阀盖螺栓通孔与阀体螺栓通孔对应，所述阀盖螺栓通孔与阀体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I型六角螺母和阀盖之间设置有弹簧垫圈。
本发明所述一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀，其有益效果在于：本发明适用中高压差饱和蒸汽主管、伴热管线、蒸汽输送管线及蒸汽间接加热设备。使用扭簧助力，帮助平衡高压差下疏水阀开启静压力，能有效地解决6.5MPa.G以上静压力大，疏水阀开启困难问题。扭簧易换，开阀压力调节范围广，工作性能稳定、可靠；体积小。外置空气排放阀，能消除空气气堵，启动迅速；内置蒸汽解锁阀，能消除蒸汽汽锁，工作稳定；安装方便，可在线维修。
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中阀盖1的结构示意图；
图4为图3的剖视示意图
图5为图1中阀体3的结构剖视示意图；
图6为图5的俯视结构剖视示意图；
图7为图1中A处局部放大示意图；
图8为图7的左视图；
图9为图7中扭簧22的结构示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为图7中控制架12的结构示意图；
图12为图11的左视图；
图13为图7中杠杆6的结构示意图；
图14为图13的左视图；
图15为本发明一种扭簧助力中高压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16为本发明工作原理初始排除冷空气及不凝气体示意图；
图17为本发明工作原理中蒸汽及高温凝结水进入，排空气阀关阀状态示意图；
图18为本发明工作原理中浮球上浮，开阀状态示意图；
图19为本发明工作原理中浮球复位，关阀状态示意图；
图中：1-阀盖、2-中法兰密封垫、3-阀体、4-过滤网、5-吊环、6-杠杆、7-排空阀芯、8-排空阀座、9-排空阀密封垫、10-进口法兰、10-1-出口法兰、11-浮球、12-控制架、13-螺钉、14-控制架密封垫、15-弹簧垫圈、16-六角螺母、17-双头螺柱、18-阀座、19-阀座密封垫、20-阀芯、21-开口挡圈、22-扭簧、23-销轴、24-解锁阀座、25-解锁阀座密封垫、26-扭簧内孔、27-扭簧固定端、28扭簧作用端、29-解锁阀座孔、30-L型流道孔、31-流道连接孔、32-包边槽a、33-阀盖出水流道孔、34-控制架连接螺纹孔、35-阀盖螺栓连接孔、36-包边槽c、37-排空阀座孔、38-阀体进水孔、39-阀体出水孔、40-控制架出水孔、41-控制架悬壁a、41-1-控制架悬壁b、42-悬壁通孔a、42-1-悬壁通孔b、43-扭簧固定孔、44-控制架连接孔、45-阀座孔、46-包边槽b、47-阀座台阶排液孔、48-杠杆悬臂a、48-1-杠杆悬壁b、49-杠杆悬壁通孔、50-阀芯通孔、51-浮球连接端、52-开口销、53-台阶排空孔、54-锥形密封孔、55-排气小通孔、56-排空阀芯密封面、57-迷宫小通孔。
具体实施方式
实施例1
如图1-19所示，本发明所述一种扭簧助力中高压蒸汽疏水阀，包括阀盖1和阀体3组成阀壳，所述阀壳内设置有控制架12、杠杆6、浮球11、阀座18、阀芯20、扭簧22，杠杆6的一端连接浮球11，杠杆6的另一端安装扭簧22；所述阀盖1内端面设有解锁阀座孔29，解锁阀座孔29内装有解锁阀座24；所述解锁阀座孔29内设置有螺纹，解锁阀座孔29内的螺纹与解锁阀座24匹配；所述解锁阀座孔29与L型流道孔30接通，L型流道孔30通过阀盖流道连接孔31与阀盖出水流道孔33贯通；L型流道孔30口部设有密封垫定位孔32，密封垫定位孔32与阀体3内腔接通；
所述阀体3一端设有进水孔38与阀体3内腔接通，阀体3另一端设有出水孔39与阀盖出水流道孔33相通；阀体3两端分别焊接有出水口法兰10-1和进水口法兰10，所述进水口法兰10和出水口法兰10-1水平同心；
所述阀体3内装有过滤网4，过滤网4上设有均匀排布的小孔；所述控制架12设置于阀体3与过滤网4形成的空腔内；所述阀体3顶部设有排空阀座孔37，所述排空阀座孔37与阀体3内腔接通，排空阀座孔37内设置有螺纹，所述排空阀座孔37内的螺纹与排空阀座8匹配。
所述控制架12上开设有阀座孔45，阀座孔45中装有阀座18；所述阀座孔45的底孔与控制架出水孔40接通；阀座孔45内壁设置螺纹，阀座孔45的螺纹与阀座18匹配；
所述控制架12左右两侧对称设置两个悬臂，分别为控制架悬壁a41、控制架悬壁b41-1；控制架悬壁a41上设有悬壁通孔a42，控制架悬壁b41-1上设有悬壁通孔b42-1；所述杠杆6上设有阀芯通孔50，孔内装有阀芯20，用开口挡圈21限位；所述杠杆6左右两侧对称设置两个侧翼，分别为杠杆悬臂a48和杠杆悬臂b48-1，杠杆悬臂a48和杠杆悬臂b48-1上均开设有通孔49；所述销轴23依次穿过悬壁通孔a42、杠杆悬臂a48、杠杆悬臂b48-1、悬壁通孔b42-1，销轴23的另一端用开口销52固定；所述杠杆6与浮球11焊接；所述控制架悬壁b41-1上开设有扭簧固定孔43；扭簧22的一端为扭簧固定端27插入扭簧固定孔43内固定，其另一端为扭簧作用端28支撑在杠杆6底面上；所述扭簧22螺旋中心为扭簧孔26，所述销轴23还穿过扭簧孔26；在正常使用，疏水阀工作时，给予杠杆一定的支撑力，帮助平衡高压差下疏水阀开启静压力，疏水阀轻松开启；扭簧容易更换，开阀压差能够调节。
所述排空阀座8与阀体3之间安装有螺塞垫9；所述解锁阀24与阀盖1之间安装有螺塞垫25。
所述排空阀座8中心设有台阶排空孔53，台阶排空孔53口部设有锥形密封孔54，锥形密封孔54与排空阀芯7上的密封面56配合为线密封；所述排空阀芯7上设有外螺纹与排空阀座8上开设的螺纹孔相配合；所述排空阀座8侧壁上设有排气小通孔55，排气小通孔55与排空阀座8和排空阀芯7形成的空腔接通。
所述阀座18中心设有台阶排液通孔47，台阶排液通孔47的小端与阀芯20接触密封，大端与出水流道通孔40接通。
所述解锁阀座24上设有迷宫小通孔57，迷宫小通孔57的作用是：少量蒸汽通过迷宫小孔变成凝液，保持阀腔畅通，消除蒸汽汽锁，使疏水阀持续工作；迷宫小通孔57一端与阀腔接通，另一端与阀盖L型流道孔30接通，进而通过流道连接孔31，经过阀盖出水流道孔33与阀体出水孔39贯通。
所述控制架12通过其上开设螺钉通孔44，用控制架12与阀盖1通过螺钉13贯穿螺钉通孔44固定；所述控制架12与阀盖1之间设置有密封垫片14；所述阀盖1端面设置有用于放置密封垫片14的包边槽a32，防止控制架12与阀盖1连接时密封垫片14位置跑偏；所述阀座18与控制架12之间设置有密封垫片19；所述控制架12端面设置有用于放置密封垫片19的包边槽b46，防止阀座18与控制架12连接时密封垫片19位置跑偏。
所述阀盖1与阀体3之间设置有密封垫片2，所述阀体3端面设置有用于放置密封垫片2的包边槽c36，防止阀体3与阀盖1连接时密封垫片2位置跑偏，所述密封垫片2位于阀盖出水流道通孔33与阀体出水孔39的对应处开设有出水通孔；过滤网4一方面对杂质起到过滤作用，另一方面对浮球11起到一定的保护作用，防止高速液流对浮球11的直接冲击；浮球11耐压强度高和密封性能好，抗腐蚀。
所述阀盖1的端面设有阀盖螺栓通孔35，阀体3的端面设有阀体螺栓通孔35-1；阀盖螺栓通孔35与阀体螺栓通孔35-1对应，所述阀盖螺栓通孔35与阀体螺栓通孔35-1之间贯穿双头螺柱17，双头螺柱17通过与其匹配的I型六角螺母16固定，所述I型六角螺母16和阀盖1之间设置有弹簧垫圈15。
本发明安装在管线上后，如图15、16、17、18、19的示意自动开始工作：首次或停车再次启动工作时，首先缓慢开启入口阀门，管道内的空气或不凝结气体及凝结水混合物通过阀体3左端进水口法兰10，经过阀体进水孔38一并进入阀体1内腔，再手动打开排空阀阀芯7，使进入疏水阀内的空气或不凝结气体及凝结水混合物迅速通过排空阀座8的台阶排空孔53、经过锥形密封孔54，由排气小通孔55排出；如附图14；
然后手动关闭排空阀芯7，使排空阀芯密封面56与锥形密封孔54接触密封；这时进入阀体3内腔的凝液凝液越聚越多，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，凝结水迅速从排空阀座8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排空阀座8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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