浮球先导式蒸汽疏水阀

摘要

浮球先导式蒸汽疏水阀，涉及一种蒸汽疏水阀。提供一种设有内置自动排气装置，具有结构较合理、性能较稳定可靠、使用寿命较长、便于维护的浮球先导超大排量蒸汽疏水阀。设有浮球先导阀、上阀体、过滤装置、排气装置、活塞组合件、主阀、导管和阀盖；所述浮球先导阀设有下阀体、浮球、隔罩、固定卡簧、先导阀座、调节螺栓、下活接头和排污螺栓；所述过滤装置设有进口管和过滤网；所述活塞组合件设有活塞体、活塞、泄压孔和弹簧；所述主阀设有主阀座、主阀芯和主阀杆；所述上阀体与下阀体连接，所述上阀体与下阀体由内盖分成上下阀腔；所述过滤装置和排气装置设于下阀体内，活塞组合件设于上阀体内，阀盖盖于上阀体上部并与上阀体连接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽疏水阀，尤其是涉及一种浮球先导式超大排量蒸汽疏水阀。

背景技术

现有的浮球先导超大排量蒸汽疏水阀主要由浮球先导组合件、阀盖、阀体、过滤装置、 排气装置、活塞、主阀芯、主阀座等部件组成。其工作原理：当冷气体进入浮球先导阀腔时， 需手动开启排气装置，使凝结水顺利进入阀腔，待该阀正常排水后再关闭排气装置。当凝结 水进入阀腔后，浮球随水位上升，自动打开先导阀座孔，凝结水经连接管进入活塞腔，由于 活塞受压面积大于主阀受压面积驱使向下倾斜安装的活塞移位，带动阀杆打开主阀座孔，大 量排除凝结水。当凝结水大量排除后，阀腔水位降低，浮球随水位的下降，自动关闭先导排 水阀座孔，活塞腔产生压降，驱使活塞复位，带动阀杆关闭主阀座孔，排水停止。当凝结水 再次进入阀腔后，浮球再次上升，下一循环又开始。

现有的浮球先导超大排量蒸汽疏水阀普遍存在体积大、质量重、结构不合理等缺点，通 常该阀的浮球先导阀设在阀腔上部，其排气装置采用手动操作，在每次开机时都要先手动操 作打开排气阀，排除不凝结气体后才能使凝结水顺利进入阀腔，否则会产生气堵现象，使该 阀无法正常动作。另外，这种浮球先导超大排量疏水阀，其活塞组合件和主阀部件设计为倾 斜安装方式，活塞组件和主阀部件的重量向下倾斜，在运动时磨损不均匀，并且增大了摩擦 力，易磨损，寿命短，因而影响了疏水阀的性能。

李树勋等(李树勋，王朝富.温敏蜡式可调先导超大排量疏水阀设计[J]石油化工设备， 2009，38(6)：28-30)报道了一种温敏蜡式可调先导超大排量疏水阀设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设有内置自动排气装置，具有结构较合理、性能较稳定可靠、 使用寿命较长、便于维护的浮球先导超大排量蒸汽疏水阀。

本发明设有浮球先导阀、上阀体、过滤装置、排气装置、活塞组合件、主阀、导管和阀 盖；

所述浮球先导阀设有下阀体、浮球、隔罩、固定卡簧、先导阀座、调节螺栓、下活接头 和排污螺栓；所述过滤装置设有进口管和过滤网；所述活塞组合件设有活塞体、活塞、泄压 孔和弹簧；所述主阀设有主阀座、主阀芯和主阀杆；

所述上阀体与下阀体连接，所述上阀体与下阀体由内盖分成上下阀腔；所述过滤装置和 排气装置设于下阀体内，活塞组合件设于上阀体内，阀盖盖于上阀体上部并与上阀体连接；

所述浮球安装于下阀体内腔并能自由转动，隔罩安装在下阀体内腔上部并固定，先导阀 座安装在下阀体下侧端，用螺塞固定，调节螺栓安装在下阀体下部，下阀体的排污螺栓安装 在下阀体一侧；上阀体的排污螺栓安装在上阀体的一侧；

所述过滤装置安装在下阀体左端部的阀腔内，进口管与阀腔连通，进口管用螺纹连接在 下阀体下端；过滤网安装于进口管出口端；

所述排气装置安装在下阀体右端部的阀腔内；

所述活塞体垂直安装于上阀体上部，活塞体与阀盖连接，弹簧套于活塞下端凸台，活塞 安装在活塞体内，活塞与活塞体的内孔相配合，活塞与活塞体能相对轴向滑动；

所述主阀座下部设有导向环，所述导向环与主阀座连为一体，所述主阀座用自身螺纹连 接安装在上阀体上，倒密封的主阀芯与主阀杆连为一体并安装在主阀座孔内，主阀杆套入活 塞组合件的弹簧内孔并连接在活塞上端，主阀杆连接在活塞上端；

所述导管安装在上阀体后侧面，导管的下端通过下活接头用自身螺纹连接于下阀体，并 用下活接螺母紧固；导管上端通过上活接头焊接于阀盖端部并用活接螺母紧固。

所述上阀体与下阀体连接可采用双头螺栓连接。

所述阀盖盖于上阀体上部并与上阀体连接，可采用双头螺栓连接。

所述隔罩安装在下阀体内腔上部并固定可采用固定卡簧固定。

所述下阀体的排污螺栓安装在下阀体一侧下端并用螺纹连接紧固。

所述排气装置可设有排气管、排气阀座、排气阀芯、双金属片、导向杆、挡板和调节螺 母，排气管直通上阀体的出口腔，排气管由排气阀座紧固，排气阀芯套入排气阀座孔内，双 金属片重叠安装在导向杆内并用挡板和调节螺母紧固固定；所述排气阀芯可采用倒密封半圆 球面排气阀芯，所述双金属片可采用菱形双金属片或星形双金属片。

所述排气装置可设有排气管、排气大阀座、排气小阀座、排气阀芯、膜片、膜盒上盖、 膜盒下盖、限位板、填充液、弹簧、压板和膜盒罩，所述排气管直通上阀体的出口腔、排气 管由排气大阀座紧固，排气小阀座与大阀座螺纹紧固固定，膜盒上盖与膜盒下盖和膜片焊接 一体，排气阀芯与膜片和限位板点焊连接，膜盒罩下端孔套入排气小阀座螺纹外与排气大阀 座螺纹紧固，膜盒套入膜盒罩内，弹簧套在膜盒上盖上部，压板压在弹簧上部并套入膜盒罩 内槽。

所述泄压孔最好为三点均布的泄压孔。

本发明的技术方案是采用浮球先导阀在阀体下部，让凝结水能通过进口管自然流入下阀 体的先导阀腔内，并在上阀腔能保持水封。阀腔内的不锈钢空心浮球根据水位的变化，自动 启闭先导阀座孔。自动排气装置设计在先导阀腔上部并直通出口，可直接、自动、及时地排 除不凝结气体，提高使用性能。活塞组合件和阀芯密封件设在阀体上部，垂直安装方式，工 作时上下运动，磨损均匀，寿命长。

本发明的工作原理为：当不凝结气体进入阀腔时，经进口管到达下阀体阀腔内，多组菱 形或星形双金属片(或压力平衡热静力式膜盒)在没有受热情况下，不产生热推力，排气阀 芯在内外压差作用下，自动开启，打开排气阀座孔，排除不凝结气体；当热凝结水到达下阀 腔时，多组菱形或星形双金属片(或压力平衡热静力式膜盒)受热变形，产生热推力，驱使 排气阀芯，关闭排气阀座孔。这时，浮球随阀腔内水位的升高，自动打开先导阀座孔，凝结 水经导管进入活塞腔，由于活塞受压面积大于主阀受压面积，依靠压差，驱使活塞克服弹簧 弹力，向下移位，带动主阀杆和主阀芯，打开主阀座孔，大量排除凝结水。当凝结水大量排 除后，下阀腔内的水位随着降低，浮球随水位下降自动关闭先导阀座孔，活塞泄压孔开始泄 压，使活塞腔产生压降，同时活塞下端弹簧的弹力和主阀受压面积产生的推力将活塞推上复 位，带动主阀杆和主阀芯，主阀芯在三点导向的作用下，准确对位。关闭主阀座孔，排水停 止。当凝结水再次进入阀腔时，下一循环动作又开始。

现有的浮球先导超大排量蒸汽疏水阀的活塞组合件、主阀密封件设在阀体侧下部倾斜安 装，活塞组合件和主阀密封件的重力向下倾斜，在运动时造成磨损不均匀，并增大摩擦力， 易磨损，寿命短；阀芯重力倾斜，因而影响了密封性能。浮球先导阀设在阀体上部，其排气 装置采用手动排气结构，如不及时排除不凝结气体，将影响该阀正常工作。

与现有的浮球先导超大排量蒸汽疏水阀相比较，由于本发明采用浮球先导阀在阀体下部， 凝结水能自然流入先导阀腔，浮球随水位升降，实现先导阀的自动启闭，动作灵敏可靠。菱 形或星形多组双金属片或压力平衡热静力式膜盒自动排气装置设在先导阀腔上部，且排气管 直通阀出口。如果采用菱形或星形双金属片有三个不同长的边，在温度作用下，所产生的三 组不同的热推力更接近于饱和蒸汽温度压力曲线，克服了圆板型双金属片的直线热推力的缺 点。在工作时，无需经常调整，动作灵敏，适用工况范围广，能自动、及时地排除不凝结气 体。排气阀芯半圆球面的倒密封方式带有止回阀功能，确保该阀正常工作。球面倒密封结构， 无集中磨损，使用寿命长。如果采用压力平衡热静力式膜盒，由于膜盒的膜片是采用高级合 金板材，并且是片状无折叠，因此灵敏度高、耐压性好，动作灵敏可靠；膜盒内压室的填充 液是挥发性的气体，其挥发性液体的温度与压力曲线和饱和蒸汽的温度与压力曲线接近相符， 所以在整个压力范围内以固定过冷度自动调节，工作时无需调整，适用工况范围广，能自动、 及时地排除不凝结冷热气体；半圆球面密封方式减少集中磨损，使用寿命长。

本发明的活塞组合件和主阀密封件垂直安装在阀体上部，其重力垂直向下，工作时上下 运动，克服了运动时重力倾斜的缺陷，确保活塞磨损均匀，寿命长。阀芯密封件采用上部活 塞与活塞体，中部主阀杆与活塞体底端孔，下部阀芯外径与阀芯导向环的三点导向，密封对 位准确，密封性能好。活塞下端设有弹簧，确保阀芯关闭动作准确；弹簧装配时设有预紧力， 提高了主阀密封面上的密封比压，密封性能好。并可通过三点均布的活塞泄压孔来平衡活塞 上腔压力，减缓关闭动作，避免撞击，延长主阀使用寿命。

本发明的合理结构，无需人工操作，来排除不凝结气体，采用自动的排气装置；设计凝 结水能自然流入下阀腔，确保该阀动作灵敏可靠，并能保持主阀密封副始终处于水封中，工 作时无新鲜蒸汽泄漏，漏气率低；下阀腔内的浮球根据水位的升降，自动调节先导阀的开度， 活塞腔的压力随先导阀开度大小的变化，可自动调节主阀的开度，实现主阀根据凝结水量的 大小自动排放，达到阀前没有大量凝结水聚积，能排除接近饱和温度的凝结水，从而获得最 高的加热效率；主阀芯采用三点导向的定位方式，定位准确密封性能好；活塞垂直安装，工 作时，上下运动磨损均匀，使用寿命长等特点。该阀体积小，重量轻，排量大，性能好。在 需要超大量排除饱和凝结水工况时，更显示其优越性能，实现了节能降耗的目的。

综上所述，本发明具有以下突出优点：

1)浮球先导阀设计在阀体下部，凝结水能自然流入阀腔。

2)自动排气装置安装在下阀腔上部，采用星形或菱形双金属片或压力平衡热静力式膜盒， 其产生的热推力更接近饱和温度曲线，适用范围广，能自动、及时地排除不凝结气体，动作 灵敏可靠。排气阀芯采用半圆球面倒密封方式，工作时减少集中磨损使用寿命长，并带有止 回阀功能。

3)活塞组合件和阀芯密封件垂直安装在阀体上部和中部，工作时上下垂直运动，磨损均 匀、寿命长。

4)主阀芯采用三点导向的定位方式，定位准确。

5)弹簧安装在活塞体内，定位连接在活塞下部，保证关阀动作无误；弹簧的预紧力提高 了主阀密封面上的密封比压，密封性能好。

6)活塞下部三点均布的泄压孔可缓冲活塞上腔的压力，使主阀平稳开启；在先导阀关闭 后，活塞上腔压力逐渐减小，减缓关闭动作，避免撞击，延长主阀使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例1(双金属自动排空气装置的浮球先导式疏水阀)的结构组成示意 图。

图2为本发明实施例2(膜盒自动排空气装置的浮球先导式疏水阀)的结构组成示意图。

图3为本发明实施例的侧面示意图。

图4为本发明实施例1的双金属片结构示意图。

图5为本发明实施例1的菱形双金属片结构示意图。

图6为本发明实施例1的星形双金属片结构示意图。

图7为本发明实施例2的膜盒结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1(双金属自动排空气装置的浮球先导式疏水阀)

参见图1和3～6，本发明实施例1设有浮球先导阀、上阀体2、过滤装置、排气装置、 活塞组合件、主阀、导管和阀盖8。

所述浮球先导阀设有下阀体11、浮球12、隔罩13、固定卡簧14、先导阀座15、调节螺 栓16、下活接头71和排污螺栓18；所述过滤装置设有进口管31和过滤网32；所述活塞组 合件设有活塞体51、活塞52、三点均布的泄压孔53和弹簧54；所述主阀设有主阀座61、主 阀芯62和主阀杆63。

所述上阀体2与下阀体11采用双头螺栓连接，所述上阀体2与下阀体11由内盖10分成 上下阀腔；所述过滤装置和排气装置设于下阀体11内，活塞组合件设于上阀体2内，阀盖8 盖于上阀体2上部并与上阀体2采用双头螺栓连接。

所述浮球12安装于下阀体11内腔并能自由转动，隔罩13安装在下阀体11内腔上部并 采用固定卡簧14固定，先导阀座15安装在下阀体11下侧端，用螺塞75固定，调节螺栓16 安装在下阀体11下部，下阀体11的排污螺栓18安装在下阀体11一侧下端，并用螺纹连接 紧固；上阀体2的排污螺栓安装在上阀体2的一侧。

所述过滤装置安装在下阀体11左端部的阀腔内，进口管31与阀腔连通，进口管31用螺 纹连接在下阀体11下端；过滤网32安装于进口管31出口端。在下阀体11底部设有堵头17 和调节螺母19。

所述排气装置安装在下阀体11右端部的阀腔内。所述排气装置设有排气管41、排气阀 座42、排气阀芯43、双金属片44、导向杆45、挡板46和调节螺母47，排气管41直通上阀 体2的出口腔，排气管41由排气阀座42紧固，排气阀芯43套入排气阀座42孔内，双金属 片44重叠安装在导向杆45内并用挡板46和调节螺母47紧固固定；所述排气阀芯43可采用 倒密封半圆球面排气阀芯，所述双金属片44可采用菱形双金属片441或星形双金属片442。

所述活塞体51垂直安装于上阀体2上部，活塞体51与阀盖8连接，弹簧54套于活塞 52下端凸台，活塞52安装在活塞体51内，活塞52与活塞体51的内孔相配合，并能相对轴 向滑动。

所述主阀座61下部设有导向环，所述导向环与主阀座61连为一体，所述主阀座61用自 身螺纹连接安装在上阀体2上，倒密封的主阀芯62与主阀杆63连为一体并安装在主阀座61 孔内，主阀杆63套入活塞组合件的弹簧54内孔并连接在活塞52上端，主阀杆63连接在活 塞52上端。

所述导管7安装在上阀体2后侧面，导管7的下端通过下活接头71用自身螺纹连接于下 阀体11，并用下活接螺母72紧固；导管7上端通过上活接头73焊接于阀盖8端部并用活接 螺母74紧固。

实施例2(膜盒自动排空气装置的浮球先导式疏水阀)

参见图2和7，与实施例1类似，其区别在于所述排气装置设有排气管41、排气大阀座 42、排气小阀座42A、排气阀芯43、膜片44、膜盒上盖45、膜盒下盖45A、限位板46、弹 簧76、压板77和膜盒罩78，所述排气管41直通上阀体2的出口腔、排气管41由排气大阀 座42紧固，排气小阀座42A与大阀座42螺纹紧固固定，膜盒上盖45与膜盒下盖45A和膜 片44焊接一体，排气阀芯43与膜片44和限位板46点焊连接，膜盒罩78下端孔套入排气小 阀座42A螺纹外与排气大阀座42螺纹紧固，膜盒套入膜盒罩78内，弹簧76套在膜盒上盖 45上部，压板77压在弹簧上部并套入膜盒罩78内槽。在图2和7中，其它标记与图1、3～ 6相同。