[發明專利]低溫系統管道內置減壓節流閥

無效

• 申請號: 201110292879.8
• 申請日: 2011-10-06
• 公開（公告）號: CN102454811A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 張周衛;汪雅紅;張小衛;吳金群;龐鳳皎;李炎;丁世文;李建霞;劉智勇;楊惠君;劉建林;許鳳
• 申請（專利權）人: 張周衛
• 主分類號: F16K17/04
• 分類號: F16K17/04;F16K17/164;F16L55/07;F25B41/06
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技術領域

本發明涉及一種-200℃低溫系統管道內置減壓節流閥技術，采用管道內置閥門即直接將閥門通過上下卡箍安裝于管道內實現管道內低溫流體的減壓節流過程，無需法蘭或螺紋連接，實現低溫流體無密封無泄漏管道輸運及過程控制目的。管道內置減壓節流閥解決了管道內低溫流體由于低溫高壓工況易突變引起密封面破壞從而造成管道泄漏的問題，適用于管道內低溫流體的減壓及節流制冷過程，有利于管道內低溫流體壓力及溫度控制，使低溫相變輸運過程保持相對穩定。本發明也可用于解決變壓、變溫、變流量的管道內低溫流體動態相變制冷帶來的技術難題，提高管道內低溫流體的相變制冷效率，實現管道低溫流體的有效管理。

背景技術

在液化天然氣（LNG）、氣體分離及液化等低溫領域，成套工藝流程中常用的過程控制閥門數量眾多，有壓力控制閥、溫度控制閥、制冷節流閥及大量的低溫開關閥等，均為成套工藝設備中不可缺少的主要設備，且一般都采用法蘭或螺紋連接。在低溫工況下與管道連接的密封材料容易出現低溫脆斷，密封面經常出現泄漏，有很大的安全隱患，尤其對于易燃易爆氣體，泄漏造成的危險性更大。過程控制裝備在節流降壓過程中會產生強烈的振動，極易造成連接件密封泄漏，如節流閥完全依靠振動才能產生制冷效應等。由于管道內輸運的低溫流體溫度及壓力極易引起過熱沸騰并產生多相流，導致管道內溫度及壓力發生劇變，所以與管道連接的過程控制閥門須具備以下基本條件：能夠承受劇烈的壓力及溫度瞬間變化過程；閥門連接件密封面盡可能少，流體泄漏盡可能少；管道能夠承受劇烈的振動，連接件不脫落，不泄漏；用于節流制冷及低溫液化的節流閥須產生節流制冷效應，可有效節流多相流；減壓閥須穩定控制過程壓力，在壓力突變的情況下可起到安全閥的作用等。本發明針對管道內低溫流體過程控制及輸運過程中存在的密封泄漏問題，提出低溫系統用管道內置減壓節流閥，滿足低溫流體管道內輸運時的壓力控制及節流制冷問題，使低溫流體在輸運及制冷過程中無密封、無泄漏，減少了由于變壓、變溫出口及流體密度不穩定造成的系統壓力突變問題，最終實現低溫流體無泄漏輸運及控制過程目的。管道內置減壓節流閥在低溫流體加注或系統起動過程中對過量制冷劑進一步氣化膨脹制冷、進一步擴壓并保持整體結構穩定、全局壓力合理分布同樣具有重要作用。

發明內容

本發明根據管道內低溫流體多相流輸運過程控制技術特點，發明了低溫系統管道內置減壓節流閥，用于解決變壓、變溫、變流量的管道制冷過程中的低溫流體流動排放帶來的技術難題，減少低溫流體輸運過程中的泄漏問題，提高管道內低溫流體過程控制及相變制冷效率，實現低溫流體管道內減壓與節流制冷過程的相對穩定。

本發明的技術解決方案：

低溫系統管道內置減壓節流閥主要由銷桿1、上卡箍2、彈簧3、閥座4、密封圈5、下卡箍6、管道7、閥桿8、閥體9、下墊片10、上墊片11、螺釘12、壓蓋13、銷桿卡箍14組成。

閥桿8頂部螺紋連接壓蓋13；壓蓋13安裝于閥座4內；閥座4通過螺釘12連接閥體9；閥體9通過上卡箍2和下卡箍6固定于管道7內；銷桿1穿過壓蓋13及閥桿8預留孔；銷桿卡箍14安裝于壓蓋13頂部卡槽內；壓蓋13與閥座4中間安裝彈簧3；彈簧3中心為閥桿8，頂部與上墊片11接觸，底部與下墊片10接觸；彈簧3預緊閥桿8底部閥芯錐面與閥體9底部擴壓罩內表面形成密封面；密封圈5安裝于閥桿8底部閥芯錐面密封槽內。

壓蓋13頂部為圓錐形，錐面有環形卡槽，卡槽內有水平預留孔，底部為圓柱形，中心開有螺孔，銷桿1穿過壓蓋13及閥桿8預留孔后被環形銷桿卡箍14固定在壓蓋13頂部卡槽內，使閥桿8與壓蓋13螺紋連接牢固。

閥座4為整體軸對稱中空圓柱形結構，上邊緣為法蘭，法蘭上平面與上卡箍2下平面接觸，下平面與閥體9頂部水平圓環面接觸；閥座4外圓柱面與閥體9上部內圓柱面形成中空的圓柱形空間；閥座4底平面開有圓孔，閥桿8可穿過圓孔并上下運動。

閥體9為整體軸對稱中空圓柱形結構，外柱面與管道7內表面完全貼合，上水平圓環面開有螺孔，下水平面與下卡箍6上平面接觸，中心留有進氣通道，進氣通道上部為圓柱形空間，圓柱形空間內安裝閥座4，下部為漸擴形擴壓腔，擴壓腔中心為閥桿8閥芯。

管道7內壁開有環形上卡槽及下卡槽，卡槽之間安裝閥體9，上卡槽及下卡槽內分別安裝上卡箍2及下卡箍6，上卡箍2以上為流體高壓區，下卡箍6以下為流體低溫低壓區。