[發(fā)明專利]超高壓卸壓閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611148911.4
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106640812B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒木基;楊槐
• 申請（專利權(quán)）人: 四川航空工業(yè)川西機器有限責(zé)任公司
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種超高壓卸壓閥，利用本發(fā)明可以避免超高壓卸壓閥卸壓時閥芯高速沖蝕和溫度過高，顯著提高超高壓卸壓閥壽命。本發(fā)明通過以下措施來達(dá)到：進口接頭(3)的大端制螺紋孔，小端臺階軸制有通向閥體(4)閥腔的圓錐腔節(jié)流孔，該圓錐腔節(jié)流孔連通閥座(5)中心孔，正對閥芯(7)的頂尖；在上述進口接頭的大端制螺紋孔螺接有緊固螺母(2)，一個長度范圍設(shè)定在幾十毫米或者更長的節(jié)流管(1)通過所述進口接頭小端臺階軸的通孔連通上述圓錐腔節(jié)流孔的小端；卸壓時，超高壓流體在節(jié)流管(1)的阻尼作用下逐漸釋放壓力，將產(chǎn)生的熱量傳遞到節(jié)流管，通過節(jié)流管散熱。本發(fā)明解決了現(xiàn)有超高壓卸壓閥壽命較低的問題，提高了超高壓設(shè)備的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種主要應(yīng)用于工作在100MPa以上超高壓設(shè)備上的超高壓卸壓閥。

背景技術(shù)

超高壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于等靜壓處理、超高壓射流、食品超高壓處理、深海壓力試驗等行業(yè)。但由于受到材料科學(xué)、密封技術(shù)等科技水平的限制，用于食品超高壓處理和大容積等靜壓設(shè)備等需頻繁升降壓設(shè)備的疲勞壽命阻礙著超高壓技術(shù)在這些行業(yè)的進一步應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進程。其中，超高壓卸壓閥的壽命是最難解決的關(guān)鍵問題。

超高壓技術(shù)在航天航空復(fù)合材料、陶瓷、高強度工程塑料、超硬材料制造、化學(xué)工業(yè)、石油化工、加工技術(shù)、等靜壓處理、超高靜壓擠壓、粉末冶金、金屬成形以及地球物理、地質(zhì)理學(xué)研究等領(lǐng)域、特種材料等研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動。在這些領(lǐng)域中要求壓力容器內(nèi)的壓力按工藝要求實現(xiàn)平滑曲線方式緩慢卸壓,避免大壓降現(xiàn)象導(dǎo)致產(chǎn)品形成內(nèi)應(yīng)力。在超高壓系統(tǒng)中,超高壓卸壓閥對系統(tǒng)的卸壓速度和精度有很大的影響。在超高壓系統(tǒng)卸壓速度控制中,超高壓卸壓閥起著關(guān)鍵性作用。超高壓技術(shù)是指利用大于100MPa的壓力處理材料，使其達(dá)到人們所需要的目的的一門新技術(shù)。超高壓卸壓閥在系統(tǒng)中的作用是控制卸壓，是超高壓系統(tǒng)少有的幾個活動最頻繁的部件之一，其性能直接影響系統(tǒng)工作的可靠性、安全性、工作效率和使用壽命。超高壓閥的主要失效原因為，氣蝕和沖蝕磨損，而影響氣蝕和沖蝕的因素很多，主要有材料的力學(xué)性能、流體力學(xué)因素和環(huán)境影響。為達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的，啟閉件是一個圓盤形的閥板，在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)。一般超高壓卸荷閥工作時，閥瓣在介質(zhì)壓力作用下受到一個向上的推力，系統(tǒng)中壓力越高所受到向上的推力越大，密封面的比壓就越低。并且閥門在關(guān)閉的瞬間受到控制壓力的作用，對閥座產(chǎn)生很大的沖擊力，易損壞密封面而降低閥門的使用壽命。從力學(xué)上分析，因為錐形閥是懸臂梁，在高壓高速流體的沖擊下，在高頻振動下容易產(chǎn)生振動和疲勞斷裂。超高壓卸壓閥是超高壓設(shè)備加壓工作完畢后釋放超高壓，使其工作介質(zhì)降到常壓的部分。由于超高壓卸壓閥卸壓時前后壓差非常大，特別是當(dāng)卸壓閥打開的初始瞬間，壓差處于最大，流速非常高，沖擊力很大，容易引起閥芯沖蝕，加上摩擦發(fā)熱引起閥芯溫度升高導(dǎo)致硬度降低，因此閥芯會很快被沖壞，失去密封功能。超高壓卸壓閥在設(shè)備中的作用是控制卸壓，不僅要求運動靈活、密封性好，而且要求耐高壓、耐熱、耐沖擊、耐磨損等，其性能直接影響系統(tǒng)工作的可靠性、安全性、工作效率和使用壽命。超高壓卸壓閥的主要失效形式是閥芯的變形、斷裂、碎裂、密封面出現(xiàn)溝槽、凹坑,密封環(huán)及其附近燒傷。為提高超高壓卸壓閥的壽命，現(xiàn)有技術(shù)主要采取的措施主要有；1.閥芯選擇抗磨和紅硬性好的材料。2.對超高壓閥使用的材料，進行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗捅砻嬗不幚矸椒ㄌ岣咂鹂箶D壓和耐沖蝕性能。3.超高壓卸壓閥采用特殊結(jié)構(gòu)。如：采用自緊式密封結(jié)構(gòu)。采用以上措施，壽命可延長到幾百次。現(xiàn)有技術(shù)采取的措施主要針對超高壓卸壓閥的閥芯和閥座，雖然可以部分地解決上述缺陷，但在結(jié)構(gòu)上仍然存在兩個不足之處，一是超高壓的釋放在閥芯與閥座之間，會產(chǎn)生大量的熱，使超高壓卸壓閥閥芯與閥座溫度升高。溫度越高，超高壓卸壓閥的閥芯與閥座壽命越短；二是超高壓卸壓閥的閥芯與閥座承受介質(zhì)的高速沖刷，導(dǎo)致其失效，失去密封能力。決定超高壓卸壓閥的壽命的閥芯和閥座的兩個關(guān)鍵因素：1.流體高速沖蝕閥芯和閥座；2.流體高速流徑閥芯和閥座是摩擦發(fā)熱引起溫度升高，導(dǎo)致閥芯和閥座硬度降低。

發(fā)明內(nèi)容