高压锅炉给水控制阀

摘要

本发明涉及一种高压锅炉给水控制阀，包括阀体、阀盖、阀杆及阀内件，阀内件包括阀座、套筒、平衡缸及阀芯构件，阀芯构件固定在阀杆的端部，阀体上设置有阀腔及与阀腔相通的阀入口和阀出口，阀腔内装配所述阀内件，所述阀芯构件包括侧壁开有小孔的先导阀芯、平衡弹簧以及侧壁和底部开有小孔的主阀芯，所述主阀芯与所述阀座相配合，所述先导阀芯的顶部固定在所述阀杆上，所述先导阀芯套装在所述主阀芯内并与其相配合。本发明采用先导阀芯与主阀芯相结合的结构，可实现大小流量的给水调节，同时避免了小流量时的空化汽蚀现象，阀门调节性能精确，使用寿命大幅提高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压锅炉给水控制阀，用于电站、石油化工、冶金、造纸等行业的锅炉高压给水系统，作给出水流量控制。

背景技术

锅炉给水系统一般采用以下两种方式进行给水控制：

第一种方式采用单给水阀系统。只有一台调节阀来给锅炉供水，通常选用笼式单座调节阀。该阀门在锅炉正常运转时工作压差较小(约1～2.5MPa)、流量较大，控制良好没有问题。但在锅炉系统起始运转时却存在较大问题，因为锅炉初给水时流量较小(约为正常流量的25％)，而且工作压差很大(达10MPa)，此时阀门的开度很小，阀门调节不稳定，并伴有震荡现象。锅炉水因大压差产生严重空化现象，空化汽蚀及高流速冲刷会导致阀芯、阀座密封面严重损坏，当阀门需要关闭时泄漏严重，阀门寿命较短。

第二种方式采用主、副给水系统。由于锅炉初给水小流量时阀门开度小，调节不稳定，同时会发生震荡，于是采用主、副给水阀系统来弥补这个缺陷。该系统的工作原理为：初上水时主给水调节阀关闭，打开副给水阀进行小流量、大压差工况的调节；当锅炉运转正常时，主给水调节阀逐渐开启，副给水调节阀关闭，以满足正常工况控制要求。该控制系统可满足初始、正常工况大小流量调节，但存在以下几个方面的不足之处：1、如果副给水调节阀没有采用多级降压结构，也同样会产生空化汽蚀现象，使副给水调节阀的阀内件损坏；2、由于采用两台调节阀工作，控制系统复杂，能耗增大；3、当要求切断锅炉给水时，两台阀门的泄漏量比一台阀门大，出现故障的概率也大。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种高压锅炉给水控制阀，该控制阀结构简单、工作可靠，可防止空化，可调比大，能同时满足小流量和正常给水。

按照本发明的技术方案：

一种高压锅炉给水控制阀，包括阀体、阀盖、阀杆及阀内件，阀内件包括阀座、套筒、平衡缸及阀芯构件，阀芯构件固定在阀杆的端部，阀体上设置有阀腔及与阀腔相通的阀入口和阀出口，阀腔内装配所述阀内件，所述阀芯构件包括侧壁开有小孔的先导阀芯、平衡弹簧以及侧壁和底部开有小孔的主阀芯，所述主阀芯与所述阀座相配合，所述先导阀芯的顶部固定在所述阀杆上，所述先导阀芯套装在所述主阀芯内并与其相配合。

进一步地，所述平衡缸与所述套筒之间设置有平衡密封环。所述先导阀芯上设置有密封面，所述主阀芯内设置有内阀座，所述密封面与所述内阀座相配合。所述先导阀芯及所述主阀芯上的小孔分别有多个，呈阵列排列。

本发明的技术效果在于：本发明的阀芯构件采用先导阀芯与主阀芯相结合的结构，在锅炉初上水时，先导阀芯打开，通过先导阀芯和主阀芯上的小孔进行小流量调节控制；当阀门流量增加时，由先导阀芯带动主阀芯向上运动，主阀芯开启，阀门处于正常工作状态；阀门关闭时先关闭主阀芯，后关闭先导阀芯。这样就实现了大小流量的给水调节，同时避免了小流量时的空化汽蚀现象，阀门调节性能精确，使用寿命大幅提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的阀芯构件的结构示意图；

图3为本发明中的先导阀芯的结构示意图；

图4为本发明中的主阀芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1、图2所示，本发明包括阀体4、阀盖3、阀杆2及阀内件。阀内件包括阀座7、套筒6、平衡缸5及阀芯构件。阀芯构件固定在阀杆2的端部，阀体4上设置有阀腔12及与阀腔12相通的阀入口14和阀出口13，阀腔12内装配所述阀内件。本发明的阀芯构件包括侧壁开有小孔15的先导阀芯8、平衡弹簧10以及侧壁和底部开有小孔15的主阀芯11，主阀芯11与阀座7相配合，先导阀芯8的顶部固定在阀杆2上，先导阀芯8套装在主阀芯11内并与其相配合。本发明的阀芯构件采用先导阀芯与主阀芯11相结合的结构，在锅炉初上水时，先导阀芯8打开，通过先导阀芯8和主阀芯11上的小孔15进行小流量调节控制；当阀门流量增加时，由先导阀芯8带动主阀芯11向上运动，主阀芯11开启，阀门处于正常工作状态；阀门关闭时先关闭主阀芯11，后关闭先导阀芯8。这样就实现了大小流量的给水调节，同时避免了小流量时的空化汽蚀现象，降低了噪音污染，阀门调节性能精确，使用寿命大幅提高。当先导阀芯8开启时，主阀芯11上下压力均衡，只需较小的执行机构就能克服大的关闭压差，先导阀芯8起到流体压力平衡作用。

为了加强密封与平稳性能，在平衡缸5与套筒6之间设置有平衡密封环9。

如图3、图4所示，先导阀芯8上设置有密封面16，主阀芯11内设置有内阀座1 7，密封面16与内阀座1 7相配合。先导阀芯8及主阀芯11上的小孔15分别有多个，呈阵列排列。

本发明的工作原理如下：

本发明的动作方式为阀芯向上运动阀开(阀门故障时弹簧复位阀闭)。具体动作过程为：薄膜式执行机构1接受来自DSC(集散型控制系统)控制信号增加时，膜室气压增加，使其输出力推杆向上运动，带动与其相连接的阀杆2同时向上动作，阀杆2与先导阀芯8是通过螺纹连接的，这就使先导阀芯8与主阀芯11的内阀座17的密封面脱离开，锅炉水流经主阀芯11侧壁上的小孔15、先导阀芯8上的小孔15以及主阀芯11下端的小孔15进行三级减压比例调节，以满足初给水时的小流量精确控制，此时主阀芯11与阀座7是处于关闭位置的；当锅炉给水的流量要求逐渐增大时，先导阀芯8继续向上运动，带动主阀芯11向上动作，此时主阀芯11与阀座7的密封面开启，通过控制主阀芯11与套筒6开启的流通截面实现正常工况大流量小压差的调节控制。

当薄膜式执行机构1接受来自DSC控制信号减小时，膜室气压减小，通过执行机构弹簧反力作用，使其输出力推杆向下运动，带动与其相连接的阀杆2、先导阀芯8同时向下动作，先导阀芯8与主阀芯11是通过预压缩的平衡弹簧10连接的，平衡弹簧10加载的预紧力可以克服主阀芯11与套筒6、平衡密封环9之间的摩擦力，使先导阀芯8与主阀芯11同步向下运动，减小主阀芯11与套筒6的开启截面，减少主给水量，直到主阀芯11与阀座7的密封面关闭。当先导阀芯8继续向下运动，先导阀芯8压缩平衡弹簧10直到与主阀芯11的内阀座17的密封面关闭，整个阀门严密切断。

本发明的泄漏等级可达ANSI CLASS V，压力等级达ANSI 2500lb。