一種高溫高壓差減壓閥

1.一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，該減壓閥包括閥體、閥座、處于該閥座之內(nèi)且可以在其內(nèi)上下移動的閥芯，該閥芯通過螺紋和銷與閥桿固定連接，閥桿位于閥體內(nèi)部，用密封填料和填料壓蓋與外界密封，且可上下移動，閥座下部設(shè)有襯套、節(jié)流孔板，以及與外部連接的法蘭，介質(zhì)從側(cè)向進(jìn)入閥腔，經(jīng)由閥芯和閥座構(gòu)成的通道和閥座下游的節(jié)流孔板后從尾端流出；所述的閥桿通過螺紋與閥芯夾連接，閥芯通過閥芯夾的斜面調(diào)整對中度，使閥芯與閥座的中心一致，且閥桿通過閥芯夾的螺紋壓緊閥芯，使閥芯與閥芯夾的斜面緊密貼合，然后用銷子鎖緊，閥桿外設(shè)有導(dǎo)向套和填料，導(dǎo)向套和填料保證閥桿帶動閥芯在閥座孔內(nèi)上下移動，調(diào)整閥芯與閥座的間隙完成部分降壓的介質(zhì)流過，通過節(jié)流孔板進(jìn)一步降壓經(jīng)尾端流出減壓閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的閥體包容了閥芯、閥座，并構(gòu)成一個較大的容腔，容腔用以穩(wěn)定來自側(cè)向進(jìn)口管路的高溫、高壓介質(zhì)流，閥體上設(shè)有若干翅片進(jìn)行散熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的節(jié)流孔板設(shè)置在閥座與物料出口之間，節(jié)流孔板接觸物料部分材料為硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金表面處理，鑲嵌在不銹鋼材質(zhì)上，節(jié)流孔板的外型結(jié)構(gòu)設(shè)計為透鏡墊型式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的閥芯采用小錐角的錐形和較大角度斜劈的組合，小錐角的圓錐部分(h)占閥芯調(diào)節(jié)部分總長(H)的50～
75％；錐角β為5′～1°，斜劈的夾角α為5°～20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的斜劈的夾角α為8°～14°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的閥座與閥芯組成降壓通道和流量控制通道，閥座口部呈圓弧形，并與閥芯密封錐構(gòu)成密封副，圓弧形閥座口部上密封部位采用硬質(zhì)合金材料鑲嵌形式，硬質(zhì)材料與閥座的外套采用過盈配合的方式實現(xiàn)，圓弧形閥座口部的尺寸為R0.5～5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的圓弧形閥座口部的尺寸為R 0.5～2.5mm，所述的硬質(zhì)合金材料為碳化鎢或燒結(jié)金鋼石。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，所述的閥體內(nèi)設(shè)有防止固體顆粒沖刷閥體磨損的襯套，襯套的材料為硬質(zhì)合金。

一種高溫高壓差減壓閥\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及一種用于流體輸送系統(tǒng)的減壓閥，尤其涉及一種用于高溫高固體含量高壓降系統(tǒng)的減壓閥及減壓方法。\n背景技術(shù)\n[0002] 減壓閥是一種壓力控制閥，當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到閥的設(shè)定值時，減壓閥排出一部分或者全部液體，從而實現(xiàn)使液壓系統(tǒng)中的壓力保持在設(shè)定值以下的功能。\n[0003] 從流體力學(xué)的觀點看，減壓閥是一個局部阻力科研變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及動能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。\n[0004] 專利200510086619.X中所描述的減壓閥，提供了一種設(shè)置多級節(jié)流進(jìn)行減壓的減壓閥及減壓方法，通過簡單設(shè)計使得閥芯在保持水平方向受力平衡的同時，在垂直方向保持良好的平衡性，而不受內(nèi)室直徑的影響。但所發(fā)明的減壓閥能在8MPa下減壓，只能用于蒸汽、壓縮空氣、油和其他液體介質(zhì)。對于溫度達(dá)400℃，減壓需要19MPa且固體含量達(dá)\n30％wt的介質(zhì)，該減壓閥無法使用。\n[0005] 中國專利98112310.4公開了一種用于高壓降裝置中的減壓閥，其含有一個閥座環(huán)、一個氣缸和一個活塞，圍繞活塞之上、下部以及在活塞內(nèi)部設(shè)置了幾個尺寸合適的、起平衡作用的環(huán)形內(nèi)室，通過這些內(nèi)室解決了側(cè)向壓力問題，減少了氣缸與活塞的摩擦，設(shè)計中將總的壓降分成幾級較小的壓降，克服了在高壓降裝置的振動問題。但這種結(jié)構(gòu)適用于清潔介質(zhì)，對于含煤粉顆粒的無法使用。\n[0006] 中國專利200420008380.5公開了一種多功能高溫高壓閥門，在閥門密封面前部加裝錐形減壓裝置，使流體壓力和速度消耗在形成渦流、流體的攪動、相互碰撞和發(fā)熱等方面，有效降低關(guān)鍵閥內(nèi)件遭受沖刷、氣蝕破壞程度。但其錐形減壓裝置是由中空圓錐體上設(shè)置節(jié)流孔組成的，節(jié)流孔與流體流向垂直，在管路內(nèi)存在死角，且節(jié)流孔的直徑也較小，這對于高溫高壓純液體是適宜的，但節(jié)流孔較小、易堵，并不適于含有固體顆粒的物料。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0007] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠?qū)Ω邷?、高含固量的物料減壓，控制系統(tǒng)的壓力和高壓罐的液位，既能減壓，產(chǎn)生所要求的高壓降，又能進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧髁靠刂?，更為重要的是防止高含固量的介質(zhì)流在大壓差下的高速流動對材料形成的嚴(yán)酷的沖蝕磨損的高溫高壓差減壓閥。\n[0008] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種高溫高壓差減壓閥，其特征在于，該減壓閥包括閥體、閥座、處于該閥座之內(nèi)且可以在其內(nèi)上下移動的閥芯，該閥芯通過螺紋和銷與閥桿固定連接，閥桿位于閥體內(nèi)部，用密封填料和填料壓蓋與外界密封，且可上下移動，閥座下部設(shè)有襯套、節(jié)流孔板，以及與外部連接的法蘭，介質(zhì)從側(cè)向進(jìn)入閥腔，經(jīng)由閥芯和閥座構(gòu)成的通道和閥座下游的節(jié)流孔板后從尾端流出。\n[0009] 所述的閥體包容了閥芯、閥座，并構(gòu)成一個較大的容腔，容腔用以穩(wěn)定來自側(cè)向進(jìn)口管路的高溫、高壓介質(zhì)流，閥體上設(shè)有若干翅片進(jìn)行散熱。\n[0010] 所述的閥桿通過螺紋與閥芯夾連接，閥芯通過閥芯夾的斜面調(diào)整對中度，使閥芯與閥座的中心一致，且閥桿通過閥芯夾的螺紋壓緊閥芯，使閥芯與閥芯夾的斜面緊密貼合，然后用銷子鎖緊，閥桿外設(shè)有導(dǎo)向套和填料，導(dǎo)向套和填料保證閥桿帶動閥芯在閥座孔內(nèi)上下移動，調(diào)整閥芯與閥座的間隙完成部分降壓的介質(zhì)流過，通過節(jié)流孔板進(jìn)一步降壓經(jīng)尾端流出減壓閥。\n[0011] 所述的節(jié)流孔板設(shè)置在閥座與物料出口之間，節(jié)流孔板接觸物料部分材料為硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金表面處理，鑲嵌在不銹鋼材質(zhì)上，節(jié)流孔板的外型結(jié)構(gòu)設(shè)計為透鏡墊型式。\n[0012] 所述的閥芯采用小錐角的錐形和較大角度斜劈的組合，小錐角的圓錐部分(h)占閥芯調(diào)節(jié)部分總長(H)的50～75％；錐角β為5′～1°，斜劈的夾角α為5°～20°。\n[0013] 所述的斜劈的夾角α為8°～14°。\n[0014] 所述的閥座與閥芯組成降壓通道和流量控制通道，閥座口部呈圓弧形，并與閥芯密封錐構(gòu)成密封副，圓弧形閥座口部上密封部位采用硬質(zhì)合金材料鑲嵌形式，硬質(zhì)材料與閥座的外套采用過盈配合的方式實現(xiàn)，圓弧形閥座口部的尺寸為R0.5～5mm。\n[0015] 所述的圓弧形閥座口部的尺寸為R 0.5～2.5mm，所述的硬質(zhì)合金材料為碳化鎢或燒結(jié)金鋼石。\n[0016] 所述的閥體內(nèi)設(shè)有防止固體顆粒沖刷閥體磨損的襯套，襯套的材料為硬質(zhì)合金。\n[0017] 本發(fā)明高溫高壓差減壓閥結(jié)構(gòu)簡單、耐溫高達(dá)450℃、閥的前后壓差最高可達(dá)\n19MPa，可根據(jù)工藝的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用本發(fā)明的高溫高壓差減壓閥，可以將20MPa的壓力降至1MPa，介質(zhì)可以是重量百分比含30％的固體減壓，并且可以有效的延長取樣閥的使用壽命。\n[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：\n[0019] 1、采用直行程角式結(jié)構(gòu)有利于防止三相流介質(zhì)中的顆粒對閥芯、閥座構(gòu)成的通道直接、過激的沖刷。\n[0020] 2、介質(zhì)側(cè)向進(jìn)入，氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)在失氣狀態(tài)關(guān)閉，有利于故障密封，偏于安全。\n[0021] 3、結(jié)構(gòu)簡單，閥芯與閥桿通過螺紋和銷連接，閥芯磨損后可拆后更換；\n[0022] 4、閥芯與閥桿的連接方式保證閥芯的對中度，使得閥在運行狀態(tài)下不易折斷；\n[0023] 5、在閥座與出口間設(shè)置節(jié)流孔板，起到一部分的減壓效果，使閥芯、閥座受到的沖刷磨損降低。\n[0024] 6、減壓介質(zhì)通過的流道襯有耐磨的套管，減小流體對閥體的沖刷磨損，延長使用壽命。\n附圖說明\n[0025] 圖1為本發(fā)明高溫高壓差減壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖；\n[0026] 圖2為本發(fā)明閥芯閥座連接示意圖；\n[0027] 圖3為本發(fā)明節(jié)流孔板的示意圖；\n[0028] 圖4為本發(fā)明閥芯示意圖；\n[0029] 圖5為本發(fā)明閥座示意圖。\n具體實施方式\n[0030] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。\n[0031] 實施例1\n[0032] 如圖1～5所示，一種高溫高壓差減壓閥，包括閥體15、閥座8、處于該閥座8之內(nèi)且可以在其內(nèi)上下移動的閥芯10，該閥芯10通過螺紋和銷12與閥桿14固定連接，閥桿14位于閥體15內(nèi)部，用密封填料16和填料壓蓋17與外界密封，且可上下移動，填料壓蓋17通過螺栓18與閥體15連接，閥座8下部設(shè)有襯套2、節(jié)流孔板5，以及與外部連接的法蘭4和螺栓3。\n[0033] 介質(zhì)從側(cè)向進(jìn)入閥腔，經(jīng)由閥芯10和閥座8構(gòu)成的通道和閥座下游的節(jié)流孔板5后從尾端的出口體1流出。閥體15是主要零件，它包容了閥芯10、閥座8，并構(gòu)成一個較大的容腔，容腔用以穩(wěn)定來自側(cè)向進(jìn)口管路的高溫、高壓介質(zhì)流。閥體15上帶有若干翅片以資散熱。閥桿14通過螺紋與閥芯夾13連接，閥芯10通過閥芯夾13的斜面調(diào)整對中度，保證閥芯10與閥座8的中心一致，且閥桿14通過閥芯夾13的螺紋壓緊閥芯10，使閥芯10與閥芯夾13的斜面緊密貼合，然后用銷子12鎖緊。導(dǎo)向套11和填料16保證閥桿14帶動閥芯10在閥座8孔內(nèi)上下移動，調(diào)整閥芯10與閥座8的間隙完成部分降壓的介質(zhì)流過，通過節(jié)流孔板5進(jìn)一步降壓經(jīng)尾端流出減壓閥，節(jié)流孔板5的外型設(shè)計為透鏡墊型式，既可以起到降壓的作業(yè)，又可以作為出口與閥體的連接密封。閥座8設(shè)置在閥座體6內(nèi)，閥座體6上設(shè)有密封圈7，閥座上設(shè)有密封圈9。\n[0034] 如圖4所示，作為優(yōu)選實施方式，所述的閥芯采用了小錐角的錐形和較大角度斜劈的組合，小錐角的圓錐部分占閥芯調(diào)節(jié)部分總長的50～75％；錐角β為5′～1°。斜劈的夾角α為5°～20°，最佳為8°～14°。帶有斜劈的，保證固體顆?？梢酝ㄟ^。斜劈的作用主要是放泄大直徑的顆粒和減少震動。這比傳統(tǒng)的非三相流(無固體顆粒)同類閥門的設(shè)計中采用的軸向設(shè)置細(xì)溝槽的針形、多槽型、刃槽型、柱塞型更切合實際工況的介質(zhì)流。\n[0035] 如圖2、5所示，作為優(yōu)選實施方式，所述的閥座8與閥芯10組成降壓通道和流量控制通道。閥座8通道為高精度的孔道，閥座口部由“R”和閥芯10密封錐構(gòu)成密封副。閥座“R”上密封部位為免受到?jīng)_刷而導(dǎo)致密封失效，采用硬質(zhì)合金材料鑲嵌形式，硬質(zhì)材料可以是WC燒結(jié)或金鋼石，硬質(zhì)材料與閥座的外套采用過盈配合的方式實現(xiàn)。R的尺寸為0.5～\n5mm，最佳為0.5～2.5mm。\n[0036] 作為優(yōu)選實施方式，所述閥體內(nèi)設(shè)有防止固體顆粒沖刷閥體磨損的襯套，襯套的材料可用硬質(zhì)合金。\n[0037] 如圖3所示，作為優(yōu)選實施方式，所述閥座與所述物料出口之間設(shè)有節(jié)流孔板\n5(即透鏡孔板)，由于孔徑變小流速加大，流體在管道內(nèi)的流動，因孔板的局部阻力使壓力降低，能量損耗，用于減小作用在閥座和閥芯上的壓力差。節(jié)流孔板的外型設(shè)計為透鏡墊型式，既可以起到降壓的作業(yè)，又可以作為出口與閥體的連接密封。透鏡孔板接觸物料部分材料為硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金表面處理，鑲嵌在不銹鋼材質(zhì)上，外型設(shè)計為透鏡墊。