一种套筒式一体减温器及其装配方法和应用

摘要

本发明公开了一种套筒式一体减温器及其装配方法和应用，它包括：支撑组件；阀杆；密封组件；减温调节组件，所述减温调节组件包括安装在所述管体另一端部的喷嘴以及一端与所述阀杆另一端相连接且另一端与所述喷嘴相配合的阀塞；所述减温调节组件具有第一和第二两种状态：当其处于第一状态时，所述阀塞的另一端或其外壁与所述喷嘴接触密封；当其处于第二状态时，所述容置腔与所述喷嘴相通。这样仅一个部件运动，硬表面的阀塞和用高质量合金钢制成内部零件的插入式喷嘴，紧闭性好，从而具有高可靠性和耐磨性，而且安装方便。

说明书

技术领域

本发明属于减温器技术领域，涉及一种减温器，具体涉及一种套筒式一体减温器及其装配方法和应用。

背景技术

蒸汽减温器由温度控制器发出的信号控制，是温度控制系统中的操作部件。减温器的任务是把执行机构接收到的信号对应的水量均匀喷洒到蒸汽管道中。为了保证减温器的功能和使用寿命，所有的控制电路必须正确布置且运行正常。温度控制的振荡会导致减温器及内部零件的热疲劳。

申请号为201921631445.4的中国实用新型专利公开了一种新型过热蒸汽减温器，由管道本体、喷雾冷却装置、导流装置以及若干定位螺栓组成。本实用新型所具有导流装置能使过热蒸汽进入主管后首先实现分流，后形成内直流外旋流流场，内直流外旋流流场的存在加剧了过热蒸汽的紊流程度，改善冷却水雾化后产生的液滴射流与过热蒸汽混合程度、加快了液滴射流在过热蒸汽中的蒸发速度，提高减温效率，同时抑制了雾化不良产生的大粒径液滴撞击管壁而产生的冲蚀和局部热冲击。然而该减温器集成度低、可靠性和紧闭性有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种套筒式一体减温器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种套筒式一体减温器，它包括：

支撑组件，所述支撑组件包括管体和阀体，所述管体内开设有容置腔，所述阀体的一端与所述管体的一端部相接且另一端设有连通座，所述阀体内开设有与所述容置腔和所述连通座相通的流道且其侧壁上设置有与所述流道相通的进水管；

阀杆，所述阀杆可调节地插设在所述容置腔内且一端经所述阀体延伸至所述连通座外；

密封组件，所述密封组件包括安装在所述连通座内且套设在所述阀杆上的填料座、填充在所述连通座和所述阀杆之间且位于所述填料座外侧的填料、套设在所述阀杆上且抵住所述填料的填料压盖以及通过连接件组安装在所述连通座端部且套设在所述阀杆上以抵住所述填料压盖的填料压板；

减温调节组件，所述减温调节组件包括安装在所述管体另一端部的喷嘴以及一端与所述阀杆另一端相连接且另一端与所述喷嘴相配合的阀塞；所述减温调节组件具有第一和第二两种状态：当其处于第一状态时，所述阀塞的另一端或其外壁与所述喷嘴接触密封；当其处于第二状态时，所述容置腔与所述喷嘴相通。

优化地，所述密封组件还包括安装在所述连通座内且套设在所述阀杆上的导向套以及套设于所述阀杆上以分隔所述填料的填料隔套，所述填料座设置在所述导向套的外侧。

优化地，所述连接件组包括连接所述连通座和所述填料压板的多根填料螺柱以及对应安装在每根所述填料螺柱上的填料螺母。

优化地，所述密封组件还包括安装在所述填料压板和所述阀杆之间且与所述填料压盖相配合的防尘圈以及形成在所述连通座外周面上且与其外端面平齐的支架螺母。

优化地，所述减温调节组件还包括安装在所述容置腔内且与所述喷嘴相接的套筒，所述套筒套设在所述阀塞上且其上开设有多个注水孔，所述套筒将所述容置腔分隔成第一腔体和第二腔体；当所述减温调节组件处于第一状态时，所述套筒与所述阀塞相密封，所述第一腔体和所述第二腔体不通；当所述减温调节组件处于第二状态时，所述套筒与所述阀塞解除密封，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述注水孔相通。

进一步地，所述喷嘴的孔口面积可调。

优化地，所述填料为石墨填料或编织型填料。

本发明的又一目的在于提供一种上述套筒式一体减温器的装配方法，它包括以下步骤：

(a)使用研磨剂研磨所述喷嘴和所述阀塞；

(b)向所述支撑组件内插入阀杆和阀塞至关位以上，预留出空间；

(c)将所述喷嘴旋紧以安装在所述支撑组件的管体上，并将其焊死；

(d)装入密封组件，并保证在关位时喷嘴密封面和喷嘴焊接处有无泄漏。

优化地，步骤(c)中，还对所述阀塞进行移动，使其与所述喷嘴进行接触、分离的上下运动多次，再焊死。

本发明的再一目的在于提供一种套筒式一体减温器的应用，所述套筒式一体减温器与蒸汽管道、温度传感器、温度传输器、PID控制器、冷凝槽和控制温度计组成蒸汽减温控制系统，所述蒸汽管道具有过热蒸汽进口和减温蒸汽进口，所述套筒式一体减温器具有减温水入口，所述蒸汽管道上安装有延伸至其内部的温度传感器、延伸至其内部且位于所述温度传感器下游的控制温度计以及与所述蒸汽管道相连通且位于所述控制温度计下游的冷凝槽，所述温度传感器还与所述温度传输器相连接，所述PID控制器分别与所述套筒式一体减温器、所述温度传输器相连接，所述套筒式一体减温器与所述蒸汽管道的轴心线之间形成的夹角为锐角，所述温度传感器与所述蒸汽管道的轴心线之间形成的夹角为锐角，所述控制温度计垂直于所述蒸汽管道的轴心线。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明套筒式一体减温器，通过在支撑组件内安装阀杆以及特定结构的减温调节组件，这样仅一个部件运动(阀杆，进而带动阀塞)，硬表面的阀塞和用高质量合金钢制成内部零件的插入式喷嘴，紧闭性好，从而具有高可靠性和耐磨性，而且安装方便(竖直、水平、倾斜管道均可)；高可调比，40:1(水)和高蒸汽冷却效率。

附图说明

图1为实施例1中套筒式一体减温器的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明套筒式一体减温器的应用示意图；

图4为实施例2中套筒式一体减温器的结构示意图；

图5为图3的局部放大图；

图6为实施例3中套筒式一体减温器的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种套筒式一体减温器，如图1所示，包括支撑组件、阀杆4、密封组件和减温调节组件等。

其中，支撑组件包括管体3和阀体6，管体3内开设有容置腔(该容置腔通常贯穿管体3而与管体3同轴，且容置腔外端部的尺寸通常大于其相对内侧的部分)，阀体6的一端与管体3的一端部相接且另一端设有连通座(连通座也与管体3同轴)，该阀体6内开设有与容置腔和连通座相通的流道且其侧壁上设置有与流道相通的进水管(该进水管具有减温水入口25)。阀杆4可调节地插设在容置腔内且一端经阀体6延伸至连通座外；阀杆4的一端安装有常规的气动执行机构，通过该气动执行机构带动阀杆4的运动。

密封组件包括安装在连通座内且套设在阀杆4上的填料座11、填充在连通座和阀杆4之间且位于填料座11外侧的填料8、套设在阀杆4上且抵住填料8的填料压盖12以及通过连接件组安装在连通座端部且套设在阀杆4上以抵住填料压盖12的填料压板9。在本实施例中，填料8的结构如图2所示，其为EVSP 9000石墨填料。

减温调节组件包括安装在管体3另一端部的喷嘴1(喷嘴的孔口面积可调)以及一端与阀杆4另一端相连接且另一端与喷嘴1相配合的阀塞2(也称为阀芯)；该减温调节组件具有第一和第二两种状态：当其处于第一状态时，阀塞2的另一端或其外壁与喷嘴1接触密封；当其处于第二状态时，容置腔与喷嘴1相通。在本实施例中，阀塞2由截面半径不同的三段结构依次连接而成(在由喷嘴1向阀杆4的方向上，截面半径增大)，中部结构的外表面与套筒5内壁相密封。

在本实施例中，密封组件还包括安装在连通座内且套设在阀杆4上的导向套7以及套设于阀杆4上以分隔填料8的填料隔套10，填料座11设置在导向套7的外侧。连接件组包括连接连通座和填料压板9的多根填料螺柱16以及对应安装在每根填料螺柱16上的填料螺母15。密封组件还包括安装在填料压板9和阀杆4之间且与填料压盖12相配合的防尘圈13以及形成在连通座外周面上且与其外端面平齐的支架螺母14。减温调节组件还包括安装在容置腔内且与喷嘴1相接的套筒5，套筒5套设在阀塞2上且其上开设有多个注水孔，套筒5将容置腔分隔成第一腔体和第二腔体；当减温调节组件处于第一状态时，套筒5与阀塞2相密封，第一腔体和第二腔体不通；当减温调节组件处于第二状态时，套筒5与阀塞2解除密封，第一腔体和第二腔体通过所述注水孔相通。

上述套筒式一体减温器的安装：(1)法兰式管道底座(阀体6上设有安装法兰)应该按照工业管道焊接工程施工规范焊接于蒸汽管道上；许多国家不允许支管底座与蒸汽管道的夹角低于45°，如果减温器配备内衬组件用以提高可调比，须将蒸汽管道切割到所需长度再焊接内衬组件；(2)小心地将减温器插入管道底座；(3)调整水连接端到最方便的位置；(4)清洁吹洗减温水路；(5)连接减温水路。

上述套筒式一体减温器的日常检查：正常操作条件下，减温器的磨损或变形不易发生，但仍需要定期检查(检查不需要拆解减温器)，具体为：(1)拆卸螺栓将减温器从蒸汽管道中拉出来，丢弃用过的垫圈；(2)连接执行机构与临时气源和信号端并通气；(3)确定减温器按照执行机构的气源信号正确动作；(4)连接临时水路；(5)检查喷嘴泄漏—给减温器加压模拟操作条件；(6)检查喷嘴出口，确定密封面没有划痕、凹坑和拉伤；(7)重新将减温器插入管道底座，安装新的垫片，拧紧螺栓；(8)连接气源、信号和减温水。

上述套筒式一体减温器的拆卸步骤为：

(1)断开连接减温器的水路和气源；(2)从管道底座抽出减温器移动到工作台；(3)拆解执行机构，向上移动阀芯和阀杆，以免损坏喷嘴座表面；(4)磨掉喷嘴上的锁紧焊缝；不要损坏焊接坡口；(5)从直管(即管体3)上拧出喷嘴；(6)拆除套筒：检查密封面和流道孔，检查是否有磨损、划痕或拉伤的迹象；(7)从喷嘴一侧拉出阀芯和阀杆(阀芯、阀杆是焊接在一起的，不能分开)；(8)检查阀芯和喷嘴密封面是否有磨损、划痕或者拉伤的迹象；(9)检查直管内部是否有沉积物，如有须清理干净；(10)拆下填料螺母、填料压板、防尘圈、填料压盖、填料、填料隔套、填料座和导向套。

上述套筒式一体减温器的装配方法，它包括以下步骤：

(a)使用研磨剂(碳化硅)研磨喷嘴1和阀塞2，小心的擦除多余研磨剂；

(b)向支撑组件内插入阀杆4和阀塞2至关位以上，预留出空间，防止安装喷嘴时产生碰撞损坏密封面；安装套筒5；

(c)将所述喷嘴1旋紧以安装在支撑组件的管体3上(注意：阀芯必须移动顺畅，对阀芯组件与喷嘴进行接触、分离的上下运动，反复3～4次)，并将其焊死(ENiCrFe-2焊条，此焊条不需要热处理)；

(d)装入密封组件，并保证在关位时喷嘴密封面和喷嘴焊接处有无泄漏。

上述套筒式一体减温器的性能和材料使用见表1。

表1套筒式一体减温器的性能和材料使用表

上述套筒式一体减温器的原理如下：减温水从水管进入本体入口和喷嘴之间的区域；控制阀塞导向安装在喷嘴内；喷嘴和控制阀塞的密封面重合在一起确保紧密关闭；当阀塞在关闭位置时，套筒上的所有注水孔都是关闭的；随着阀塞从喷嘴底座抬起，套筒上的一些注水孔同时被打开；释放的注水孔数量与阀塞的提升力有直接关系；从控制的角度讲，套筒上的注水孔位置是被设计安排的以保证好的流量特性；通过注水孔的正切方向进入套筒的减温水被引流绕着阀塞做快速旋转，紧接着通过喷嘴喷出成锥形喷雾并快速蒸发；喷入的减温水的量取决于由控制阀塞释放的注入孔的数量和尺寸。位于减温器下游的温度传输器的信号通过执行机构控制阀塞的位置。

如图3所示套筒式一体减温器的应用，该套筒式一体减温器24与蒸汽管道、温度传感器21、温度传输器22、PID控制器23、冷凝槽28和控制温度计29组成蒸汽减温控制系统。蒸汽管道具有过热蒸汽进口26和减温蒸汽进口27，套筒式一体减温器24具有减温水入口25(即前述的本体入口)，蒸汽管道上安装有延伸至其内部的温度传感器21、延伸至其内部且位于温度传感器21下游的控制温度计29(上、下游的定义是按照蒸汽管道中蒸汽的流动方向进行定义的)以及与蒸汽管道相连通且位于控制温度计29下游的冷凝槽28，温度传感器21还与温度传输器22相连接，PID控制器23分别与套筒式一体减温器24、温度传输器22相连接，套筒式一体减温器24与蒸汽管道的轴心线之间形成的夹角为锐角，温度传感器21与蒸汽管道的轴心线之间形成的夹角为锐角，控制温度计29垂直于蒸汽管道的轴心线。

实施例2

本实施例提供一种套筒式一体减温器，如图4所示，包括支撑组件、阀杆4’、密封组件和减温调节组件等。

其中，支撑组件包括管体3’和阀体6’，管体3’内开设有容置腔(该容置腔通常贯穿管体3’而与管体3’同轴，且容置腔外端部的尺寸通常大于其相对内侧的部分)，阀体6’的一端与管体3’的一端部相接且另一端设有连通座(连通座也与管体3’同轴)，该阀体6’内开设有与容置腔和连通座相通的流道且其侧壁上设置有与流道相通的进水管。阀杆4’可调节地插设在容置腔内且一端经阀体6’延伸至连通座外；阀杆4’的一端安装有常规的气动执行机构，通过该气动执行机构带动阀杆4’的运动。

密封组件包括安装在连通座内且套设在阀杆4’上的填料座11’、填充在连通座和阀杆4’之间且位于填料座11’外侧的填料8’、套设在阀杆4’上且抵住填料8’的填料压盖12’以及通过连接件组安装在连通座端部且套设在阀杆4’上以抵住填料压盖12’的填料压板9’。在本实施例中，填料8’的结构如图5所示，其为编织型填料。减温调节组件包括安装在管体3’另一端部的喷嘴1’(喷嘴的孔口面积可调)以及一端与阀杆4’另一端相连接且另一端与喷嘴1’相配合的阀塞2’(也称为阀芯)；该减温调节组件具有第一和第二两种状态：当其处于第一状态时，阀塞2’的另一端或其外壁与喷嘴1’接触密封；当其处于第二状态时，容置腔与喷嘴1’相通。在本实施例中，密封组件还包括安装在连通座内且套设在阀杆4’上的导向套7’以及套设于阀杆4’上以分隔填料8’的填料隔套10’，填料座11’设置在导向套7’的外侧。连接件组包括连接连通座和填料压板9’的多根填料螺柱16’以及对应安装在每根填料螺柱16’上的填料螺母15’。密封组件还包括安装在填料压板9’和阀杆4’之间且与填料压盖12’相配合的防尘圈13’以及形成在连通座外周面上且与其外端面平齐的支架螺母14’。减温调节组件还包括安装在容置腔内且与喷嘴1’相接的套筒5’，套筒5’套设在阀塞2’上且其上开设有多个注水孔，套筒5’将容置腔分隔成第一腔体和第二腔体；当减温调节组件处于第一状态时，套筒5’与阀塞2’相密封，第一腔体和第二腔体不通；当减温调节组件处于第二状态时，套筒5’与阀塞2’解除密封，第一腔体和第二腔体通过所述注水孔相通。在本实施例中，与实施例1最主要的区别在于：套筒5’和阀塞2’的具体形状不同；在本实施例中，阀塞2由截面半径不同的三段结构依次连接而成(在由喷嘴1向阀杆4的方向上，截面半径先减少后增大)，中部结构的半径小于其余两部分结构的半径(其余两部分结构的半径相同)，使得其余两部分结构的外表面与套筒5内壁相密封；当中部结构与注水孔相注水孔相对应并移动至与容置腔相通时，实现减温水的喷出。

实施例3

本实施例提供一种套筒式一体减温器，如图6所示，它与实施例2的结构基本类似，不同的是：喷嘴1”、阀塞2”、管体3”和阀杆4”的结构略有不同，并且不含有套筒。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。