疏水阀阀芯组件及疏水阀

摘要

本发明公开了一种阀芯组件，尤其是一种高压疏水阀阀芯组件。本发明提供了一种减轻密封面受到冲刷的疏水阀阀芯组件，包括阀芯和阀座，所述阀座整体为上大下小的环状结构，阀座内环面的上部为圆锥形的密封面，阀座内环面的下部为圆环面；所述阀芯为圆柱状，阀芯可与阀座的密封面密封配合；还包括圆柱状的阀塞，所述阀塞设置在阀芯底部并与阀芯同轴，所述阀塞的大小与阀座的圆环面匹配；当阀芯与阀座密封配合时，阀塞插入阀座的圆环面中，阀芯、阀座和阀塞之间形成一个的缓冲空间；另外，阀塞上还有一道环形凹槽。本发明的主密封面不会受到强烈的冲刷，其寿命远大于传统的阀门。

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀芯组件，尤其是一种高压疏水阀阀芯组件。此外，本发明还涉及一种 疏水阀，尤其是一种高压疏水阀。

背景技术

疏水阀是用于蒸汽管道排除凝结水的阀门；目前，在发电厂蒸汽管道系统中使用的阀门 普遍存在严重内漏，使用寿命短的问题，其结构为普通的切断结构，只考虑了阀门本身的截 断功能，没有节流降压结构措施保护，忽略了汽蚀、空化、振动、噪音等问题，造成阀门内 漏严重，影响机组发电效率。

目前采用的疏水阀，其利用阀芯和阀座之间的密封配合实现密封，然而上述结构在高压 的环境下，当阀门在启闭的瞬间，流道面积特别小，介质流速高而压力急剧下降，密封面受 到高速流体的冲刷，并产生汽蚀现象，导致密封面吹损，极造成阀门关不严，产生内漏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减轻密封面受到冲刷的疏水阀阀芯组件。

所述阀座整体为上大下小的环状结构，阀座内环面的上部为圆锥形的密封面，阀座内环 面的下部为圆环面；

所述阀芯为圆柱状，阀芯与阀座的密封面密封配合；

还包括圆柱状的阀塞，所述阀塞设置在阀芯底部并与阀芯同轴，所述阀塞的大小与阀座 的圆环面匹配；

当阀芯与阀座密封配合时，阀塞插入阀座的圆环面中，阀芯、阀座和阀塞之间形成一个 环形的缓冲空间。

进一步的是，所述阀塞上设置有至少一道环形凹槽，当阀芯与阀座密封配合时，所有环 形凹槽均能进入阀座的圆环面中。

进一步的是，所述缓冲空间的横截面为直角三角形。

进一步的是，所述阀芯的密封端倒角形成圆锥形密封斜面，当阀芯与阀座密封配合时， 在该密封斜面与阀座的密封面相互配合形成主密封面。

进一步的是，所述阀塞的底部为圆锥形。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种轻密封面受到冲刷的疏水阀。

本发明提供的疏水阀，包括阀体、阀芯组件、阀杆和填料密封结构，所述阀体内设置有 阀腔、进口、出口以及连通至阀腔的填料腔，所述阀芯组件安装在阀体内，所述填料密封结 构安装在阀体的填料腔中，所述阀杆通过填料密封结构穿入至阀腔中；所述阀芯组件采用前 述的疏水阀阀芯组件。

进一步的是，所述填料密封结构包括填料盘根、填料压套、填料压盖和填料垫，所述阀 体上设置有填料腔，所述填料垫、填料盘根、填料压套、填料压盖由下到上依次安装在填料 腔中，所述阀杆穿过填料压盖、填料压套、填料盘根和填料垫进入阀腔；填料压盖、填料压 套、填料盘根、填料垫被螺栓压置于填料腔中，所述填料垫呈管状，填料垫的内壁上沿轴向 开设有至少两个环形凹槽。

本发明的有益效果是：通过设置上大下小的阀座，使得阀芯和阀座的主密封面位于阀座 的上部圆锥形处，远离作为介质通道的阀座下部圆环面；同时，由于阀塞的存在，阀芯、阀 座和阀塞之间形成一个环形的缓冲空间，再加上阀塞上的一道环形凹槽，构成二级扩容降压 空间；当阀芯刚打开时，主密封面先打开，高压介质首先进入缓冲空间，然后在经过阀塞的 节流，使得主密封面仅有少量介质通过；当阀芯完全打开时，阀塞完全脱离阀座下部圆环面， 此时主密封面是远离介质通道的，因此无论是哪种状态，本发明的主密封面都不会受到强烈 的冲刷，其寿命远大于传统的阀门。

附图说明

图1是疏水阀的结构示意图；

图2是阀芯组件全关时的示意图；

图3是阀芯组件节流状态时的示意图；

图4是阀芯组件全开时的示意图；

图5是填料密封结构的示意图；

图中零部件、部位及编号：阀芯1、阀座2、阀塞3、缓冲空间4、阀体5、阀杆6、填料 密封结构7、环形凹槽8、密封面11、圆环面12、填料盘根71、填料压套72、填料压盖73、 填料垫74。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括阀芯1和阀座2，

所述阀座2整体为上大下小的环状结构，阀座2内环面的上部为圆锥形的密封面11，阀 座2内环面的下部为圆环面12，圆环面12与阀腔内的介质通道同轴设置；

所述阀芯1为圆柱状，阀芯1可与阀座2的密封面11密封配合；

还包括圆柱状的阀塞3，所述阀塞3设置在阀芯1底部并与阀芯1同轴，所述阀塞3的 大小与阀座2的圆环面12匹配，阀塞3在插入到圆环面12以及介质通道后可形成节流的效 果；

当阀芯1与阀座2密封配合时，阀塞3插入阀座2的圆环面12中，阀芯1、阀座2和阀 塞3之间形成一个环形的缓冲空间4。

上述结构在实际的使用情况如下：

介质流向为高进低出。

图2所示的状态为全关状态，阀芯1与阀座2的密封面11密封配合，阀芯1、阀座2和 阀塞3之间形成一个环形的缓冲空间4。

图3所示的状态为节流状态，即阀芯1刚刚开启时，主密封面先打开，高压介质流入缓 冲空间4中扩容、降压，同时阀塞3并没有离开圆环面12，由于阀塞3会起到节流的作用， 使得流经阀芯1和阀座2的主密封面的高压介质极少，极大的减少了介质对主密封面的冲刷， 使得阀芯组件的寿命得到极大的提高。

图4所示的状态为全开状态，此时阀塞3完全脱离圆环面12，阀座的密封面位于阀座的 上部圆锥形处，远离作为介质通道的阀座下部圆环面12，阀芯的密封面也是远离了介质通道， 而介质通道恰恰是阀腔内流速最快的地方，如此，主密封面也避免了较大的冲刷，使得阀芯 组件的寿命极大的提高。

为了实现多级降压，如图2所示，所述阀塞3上设置有至少一道环形凹槽8，当阀芯1 与阀座2密封配合时，所有环形凹槽均能进入阀座2的圆环面12中。当阀门全关无漏流时， 阀塞3没有作用；当主密封面关不严漏流时，漏液首先进入缓冲空间4，实现一级扩容降压， 然后圆柱形阀塞3进行阻流，同时阀塞3上的环形凹槽8形成的二级节流槽，通过节流、扩 容、降压，阻止漏流量进一步扩大，使阀门密封面不被进一步冲刷。这种结构可以使得主密 封面有小问题时避免持续冲刷而漏液，使得整个阀门的使用寿命得到进一步的提高。鉴于阀 腔内空间有限，一般环形凹槽设置一道即可。

具体的，如图2所示，所述缓冲空间4的横截面为直角三角形。直角三角形的直角在阀 芯1与阀塞3的交界处。这种直角三角形的好处如下，高压介质沿斜边进入缓冲空间4，在 直角边的引导下形成回旋，从而达到回旋消能的目的，具有一定的降压效果。

具体的，如图2至图4所示，所述阀芯1的密封端倒角形成圆锥形密封斜面，当阀芯1 与阀座2密封配合时，在该密封斜面与阀座2的密封面11相互配合形成主密封面。

为了实现导向的功能，如图2所示，所述阀塞3的底部为圆锥形。阀塞3圆锥形的底部 可以实现导向功能，便于阀塞3插入到阀座2的圆环面12中。

前述的阀芯组件运用于疏水阀中的结构参见图1所示，包括阀体5、阀芯组件、阀杆6 和填料密封结构7，所述阀体5内设置有阀腔、进口、出口以及连通至阀腔的填料腔，所述 阀芯组件安装在阀体5内，所述填料密封结构7安装在阀体5的填料腔中，所述阀杆6通过 填料密封结构7穿入至阀腔中；阀芯1与阀杆6的底端连接，通过阀杆6的运动可以控制阀 芯1的运动，阀座2置于阀腔内并与出口相对应。阀芯组件的工作原理和效果参见前述，阀 门的其它工作原理与常规的疏水阀相同。

为了增加阀杆6与填料盘根的密封可靠性，如图5所示，所述填料密封结构7包括填料 盘根71、填料压套72、填料压盖73和填料垫74，所述阀体上设置有填料腔，所述填料垫74、 填料盘根71、填料压套72、填料压盖73由下到上依次安装在填料腔中，所述阀杆6穿过填 料压盖73、填料压套72、填料盘根71和填料垫74进入阀腔；最后，填料压盖73、填料压 套72、填料盘根73、填料垫74被螺栓紧紧地压置于填料腔中。所述填料垫74呈管状，填料 垫74的内壁上沿轴向开设有至少两个环形凹槽。填料盘根71、填料压套72、填料压盖73与 传统的填料密封并无差别，其通过螺栓使填料压盖73施加压力从而使得填料压套72压紧填 料盘根71，填料盘根71高度变小、半径变大，从而可以调节填料盘根71的密封效果。填料 盘根71的材料一般为石墨。

阀门压力越高，填料盘根71所需的紧力就越大，介质对填料盘根71的冲刷就越多，阀 杆6与填料盘根71的磨损也越多；而本发明使用了填料垫74，当介质流经填料垫74第一个 环形凹槽时，经过节流、增速，扩容，完成一个节流降压过程，然后再重复前一个过程；当 介质流经填料垫74第二个环形凹槽时，又完成一个降压过程，经过多级节流降压，到达填料 盘根71时介质压力已经降低了很多，这样就减轻填料盘根71所需的紧力，也减少了介质对 填料盘根71冲刷，从而延长填料使用寿命。