[發明專利]自由半浮球旋轉過熱蒸汽疏水閥

在審

• 申請號: 201710651081.5
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN109386723A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 李靖
• 申請（專利權）人: 成都凱天電子股份有限公司
• 主分類號: F16T1/08
• 分類號: F16T1/08;F16T1/20;F16T1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開的一種自由半浮球旋轉過熱蒸汽疏水閥，旨在提供一種機械故障概率小，密封可靠、耐過熱的蒸汽疏水閥。本發明通過下述技術方案予以實現：發射管頂部裝配有只允許蒸汽隨凝結水沿發射管通道流入閥體型腔的止回閥球，在過熱蒸汽條件下，止回閥球靠自身重力下落封閉發射管通道，阻止過熱蒸汽進入閥體型腔和閥體型腔內介質回流；高溫凝結水和蒸汽流入時，雙金屬片產生熱變形，設置在閥蓋型腔內壁中部的限位片限制雙金屬片翹曲高度和變形方向，雙金屬片在限位片的限位作用下，翹曲高度降低，向閥嘴旁邊方向變形，半浮球與閥嘴自由接觸，不再頂開半浮球。本發明解決了半浮球式蒸汽疏水閥只能工作在飽和蒸汽的條件下，而不能工作在過熱蒸汽條件下的缺點。

技術領域

本發明涉及一種適用于蒸汽供熱設備及蒸汽管路上，能自動排除凝結水，阻止蒸汽泄漏，并能自動排除空氣的疏水閥。

背景技術

現有技術中，疏水閥的品種很多，各有不同的性能。疏水閥要能“識別”蒸汽和凝結水，才能起到阻汽排水作用。“識別” 蒸汽和凝結水基于三個原理：密度差、溫度差和相變。于是就根據三個原理制造出分類為機械型、熱靜力型、熱動力型的三種類型的疏水閥。熱靜力型包括膜盒式，雙金屬式，波紋管式，隔膜式，蠟式等。機械型也稱浮子型是利用凝結水與蒸汽的密度差，通過凝結水液位變化，使浮子升降帶動閥瓣開啟或關閉，達到阻汽排水目的。熱靜力型是利用凝結水與蒸汽的溫度差實現的疏水閥；熱動力型包括圓盤式、脈沖式、孔板式等，是依靠液體的熱動力學性質的變化而動作，利用凝結水與蒸汽的相變的疏水閥。熱動力式疏水閥內有一個活動閥片，既是敏感件又是動作執行件。根據蒸汽和凝結水通過時的流速和體積變化的不同熱力學原理，使閥片上下產生不同壓差，驅動閥片開關閥門。漏汽率3%，過冷度為5℃-8℃。當裝置啟動時，管道出現冷卻凝結水，凝結水靠工作壓力推開閥片，迅速排放。當凝結水排放完畢，蒸汽隨后排放，因蒸汽比凝結水的體積和流速大，使閥片上下產生壓差，閥片在蒸汽流速的吸力下迅速關閉。當閥片關閉時，閥片受到兩面壓力，閥片下面的受力面積小于上面的受力面積，因疏水閥汽室里面的壓力來源于蒸汽壓力，所以閥片上面受力大于下面，閥片緊緊關閉。當疏水閥汽室里面的蒸汽降溫成凝結水，汽室里面的壓力消失。凝結水靠工作壓力推開閥片，凝結水又繼續排放,循環工作，間斷排水。熱動力型疏水閥使用效果普遍不理想，由于結構上和動作原理上的原因，水、汽是一起排的，誤動作多，在沒有水的情況下也會排汽，造成大量生蒸汽的浪費，泄漏率在6%～10%，易損壞，使用壽命短。而部分機械型疏水閥（如雙閥座杠桿全浮球）也因結構上的原因，兩個閥座同時密封較難達到，造成蒸汽泄漏，泄漏率一般在3%～6%。但機械型疏水閥的過冷度小，凝結水排量大，能使加熱設備達到最佳換熱效率。最大背壓率為80%，滿足凝結水回收系統高背壓的工況，是生產工藝加熱設備最理想的疏水閥。依靠蒸汽疏水閥內凝結水液位高度的變化而動作的機械型疏水閥通常包括：浮子為封閉的空心球體浮球式疏水閥，其中又包括自由浮球式疏水閥和杠桿浮球式疏水閥；浮子為開口向上的桶型敞口向上浮子式疏水閥，即正吊桶式疏水閥；浮子為開口向下的桶型敞口向下浮子式疏水閥，包括倒吊桶式疏水閥和半浮球式疏水閥。半浮球式疏水閥是機械型疏水閥中工作性能最可靠的疏水閥之一。它的內部結構只有一個半浮球式的球桶為活動部件，開口朝下，自由浮動的球桶集浮子、加力杠杠、閥瓣三大功能于一體，球桶既是啟閉件，又是密封件。整個球面都可為密封面，沒有集中磨損，能抗水錘，沒有易損件，使用壽命長，由于閥嘴周圍的凝結水產生的水封作用，無蒸汽泄漏，節能效果好。背壓率大于80%，能排低于飽和溫度2～3℃的凝結水，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。啟動時，管道內的空氣和低溫凝結水經過發射管進入疏水閥內，閥內的雙金屬片排空元件此時未達到變形動作溫度，把半浮球頂開，閥門處于開啟狀態，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入球桶內，球桶內形成蒸汽腔，球桶產生向上浮力，同時閥內的溫度升高，雙金屬片排空元件變形收縮，球桶受壓差與閥嘴貼合，閥門關閉。球桶上開有一排氣孔，當球桶內的部分蒸汽從球桶上的排氣孔不斷逸出以及冷凝變成凝結水，球桶內的蒸汽腔體積減小，相應的球桶浮力變小，由于重力作用使球桶下落，閥門開啟，凝結水迅速排出。當蒸汽再進入球桶之內，閥門再關閉，重復循環工作。倒吊桶式疏水閥內部是一個倒吊桶為液位敏感件，吊桶開口向下，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開閉閥門。倒吊桶式疏水閥能排空氣，不怕水擊，抗污性能好。過冷度小，漏汽率小于3%，最大背壓率為75%，連接件比較多，靈敏度不如自由半浮球式疏水閥，而且閥瓣密封面接觸位置由于固定不變，容易產生集中磨損減少使用壽命。當裝置剛啟動時，管道內的空氣和低溫凝結水進入疏水閥內，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入倒吊桶內，倒吊桶的蒸汽產生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關閉閥門。倒吊桶上開有一排氣孔，當一部份蒸汽從排氣孔排出，另一部份蒸汽產生凝結水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，循環工作，間斷排水。由于半浮球式蒸汽疏水閥在設計上吸收了倒吊桶式疏水閥和偏座型自由浮球式疏水閥的特點，用半浮球代替敞口浮桶。現有技術的組合式過熱蒸汽疏水閥有兩個隔離的閥腔，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水閥的組合。當凝結水進入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進汽管孔。凝結水經進水導管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動閥心打開主閥門，排放凝結水。當副閥腔的凝結水液位下降時，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔內的倒吊桶里，倒吊桶產生向上的浮力，倒吊桶帶動閥心關閉主閥門。當副閥腔的凝結水液位再升高時，下一個循環周期又開始，間斷排水。現有的半浮球式疏水閥其不足之處在于，半浮球內部只有在飽和蒸汽的環境下，才能在半浮球內形成蒸汽腔，周圍是凝結水，半浮球被浮起，疏水閥正常工作，當蒸汽為過熱蒸汽時，很難及時冷凝成凝結水，導致半浮球內不能形成被凝結水包圍的蒸汽腔，沒有浮力，半浮球不能關閉閥嘴而導致閥門失效泄漏。