双活塞先导式带弹簧复位结构的角式截止阀的制作方法

1.本发明涉及双活塞先导式带弹簧复位结构的角式截止阀，适用于在高温、高压条件下快速开启的超大口径的特殊阀门，属于机械领域。


背景技术：

2.超大口径的双活塞先导式带弹簧复位结构的角式截止阀，并且要求在0.1~0.3秒内快速开启、20秒内关闭，对阀门设计需要进行特殊考虑，达到既能实现快速开启，又能在规定时间内关闭，并长时间安全运行的目的。


技术实现要素：

3.为了保证阀门在高温、高压的恶劣条件下能够正常运行，并且快速开启，本发明的目的是提供一种双活塞先导式带弹簧复位结构的角式截止阀，该结构可在介质自压力的驱动下，实现0.1~0.3秒内开启、20秒内快速关闭，并且阀门全开蒸汽流量可达1060~1270t/h。
4.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：双活塞先导式带弹簧复位结构角式截止阀，包括：阀体、阀座、阀瓣、双活塞弹簧复位执行机构、阀盖、支架及密封装置；所述的双活塞弹簧复位执行机构包括：上活塞缸套、活塞、螺母、下活塞缸套、活塞杆、弹簧、加长体、顶杆；阀座与阀体组焊为一体，阀体、加长体、阀盖三者通过螺栓连接；阀瓣与活塞杆下端螺纹连接，下活塞缸套与加长体下端采用螺栓连接，并且下活塞缸套与加长体底面形成下腔体；加长体上部设有加长体内腔，上活塞缸套在加长体内腔中，并且上活塞缸套与加长体之间采用螺栓连接；所述的活塞杆为双活塞结构，活塞杆的下部活塞位于下腔体中，活塞杆的上部设有活塞，上部的活塞与活塞杆用螺母压紧固定，顶杆的一端固定在螺母的空腔内；顶杆的另一端延伸出阀盖；弹簧安装在活塞杆的上部活塞与阀盖之间；支架通过螺栓与阀盖固定连接，阀盖与顶杆之间通过密封装置密封；进一步的，所述阀体与加长体之间、加长体与阀盖之间分别设有密封圈，阀体与加长体之间、加长体与阀盖之间分别通过密封圈密封并进行刚性连接；进一步的，阀瓣与活塞杆下端的螺纹连接位置还设有防松垫片，用于防止阀瓣松动；进一步的，所述的下活塞缸套、加长体、阀盖共同形成上腔体，活塞杆的上部活塞位于上腔体中；进一步的，所述的活塞杆的上部活塞与上活塞缸套之间、活塞杆的下部活塞与下活塞缸套之间、下活塞缸套与阀体之间均设有活塞环；进一步的，所述的双活塞弹簧复位执行机构中，上活塞缸套、下活塞缸套、活塞杆的上部活塞、活塞杆的下部活塞、活塞杆和加长体上均设置内部导流孔；进一步的，所述的导流孔为小孔径多点均匀分布；进一步的，所述的活塞杆的上部活塞、活塞杆的下部活塞的导流孔可调流通截面积。
5.进一步的，阀盖与顶杆之间通过密封装置采用填料密封形式，包括：填料压板、填料设置在顶杆与阀盖之间的填料腔中，填料通过填料压板用螺栓固定于阀盖；进一步的，在支架的上方还包括阀门启闭位移检测模拟量输出装置、阀门启闭位置信号反馈装置，是一种高可靠性多位置及位移检测装置，包括：位移检测装置、位置检测装置、支架及挡块；位置开关与直线位移传感器固定在支架上；挡块固定在顶杆上端，可上下调整。
6.具体的，所述的高可靠性多位置及位移检测装置的结构是：所述支架的两侧板对称设置有竖直方向的导向槽，所述挡块可滑动的设置在所述导向槽内，所述挡块通过连接件与阀门的阀杆连接，阀门开闭动作时阀杆带动挡块在导向槽内上下移动，所述位置检测装置包括位于所述导向槽上端的第一位置传感器组件和位于所述导向槽下端第二位置传感器组件，所述第一位置传感器组件用于检测所述阀门完全打开时所述挡块的位置，所述第二位置传感器组件用于检测所述阀门完全关闭时所述挡块的位置，所述位移检测装置竖直设置在所述支架上，并位于所述导向槽的上方，用于检测所述阀门开闭过程中所述挡块的位移。
7.所述第一位置传感器组件固定于所述支架一侧的侧板的上部，所述位移传感器竖直固定于所述支架上远离所述第一位置传感器组件一侧的侧板的上部，当所述阀门完全开启时，所述阀杆带动所述挡块移动到所述导向槽上方并触发所述第一位置传感器组件；当所述阀门完全关闭时，所述阀杆带动所述挡块移动到所述导向槽下方并触发所述第二位置传感器组件；所述位移传感器随着所述挡块上下运动对所述阀杆不同开度的位移做出信号反馈。
8.所述第一位置传感器组件为一个或多个开位位置开关，所述第二位置传感器组件包括四个关位位置开关，每个所述导向槽的两侧都对称设置两个关位位置开关，四个关位位置开关位于同一高度并分别对应固定于所述支架的两侧板上。
9.所述第一位置传感器组件为接触式开位位置开关，所述第二位置传感器组件接触式为关位位置开关，所述位移传感器为接触式直线位移传感器。
10.所述的阀体采用整体锻造的工艺方式，保证材料的整体性能和阀门整体压力边界的完整性。
11.所述的阀门密封为带堆焊的流线型阀瓣和阀座平面密封，密封面堆焊硬质合金。
12.进一步的，本发明的双活塞弹簧复位执行机构的驱动方式为介质压力自驱动，阀体侧壁上端设有三列冗余的先导释放孔，所述先导释放孔一端与加长体的导流孔导通，先导释放孔的另一端排空；进一步的，所述活塞杆内部导流孔与上下活塞下腔连通，活塞和活塞杆下部活塞上的导流孔分别连通上下活塞的上下腔，上下活塞的上腔与先导释放孔连通，上下活塞的下腔与阀腔连通；正常运行时，阀门为关闭状态，上下腔体压力相等，依靠弹簧力、介质压力及重力密封；阀门开启时，先导区排空，释放活塞上腔介质压力，上下腔体形成压力差，在压力差的作用下，阀门克服弹簧力和重力，快速开启。
13.本发明的有益效果在于：该双活塞先导式带弹簧复位结构的角式截止阀能够在0.1~0.3秒内快速开启，20秒内关闭；并且阀门全开蒸汽流量可达1060~1270t/h；内置上下
双活塞加弹簧复位执行机构满足阀门启闭动作时间的同时，实现执行机构规格的最小化，内置结构避免介质外漏；复位弹簧在阀门关闭时起辅助作用，阀门开启时，起缓冲作用，减小快速开启对阀门的冲击。通过调整内部导流孔流通面积即可调整阀门的开启时间和关闭时间；活塞与缸体之间、活塞杆杆部与导向面之间、活塞杆活塞部分与缸体之间装有活塞环，保持一定间隙，减小相对运动部件的接触面积，减小摩擦力，防止卡涩、粘连现象的发生。活塞与活塞缸体采用具有一定硬度差的材料，防止粘连现象发生，提高阀门的使用寿命。阀体采用整体锻造的工艺方式，保证材料的整体性能和阀门整体压力边界的完整性。
附图说明
14.图1为本发明的主视结构图。
15.图2为双活塞先导式带弹簧复位的执行机构结构图。
16.图中，1.阀体、2.阀座、3.阀瓣、4.活塞杆、5.下活塞缸套、6.加长体、7.上活塞缸套、8.上部活塞、9.阀盖、10.顶杆、11.弹簧、14.填料压板、18.挡块、19.直线位移传感器、21.位置开关、27.支架、32.密封圈、33.螺母、37.活塞环、53.防松垫片、a、先导释放孔、b、上活塞上腔、c、下活塞上腔。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明进行详细说明。
18.如图1-2所示，双活塞先导式带弹簧复位结构角式截止阀，包括：阀体1、阀座2、阀瓣3、双活塞弹簧复位执行机构、阀盖9、支架27及密封装置；所述的双活塞弹簧复位执行机构包括：上活塞缸套7、活塞8、螺母33、下活塞缸套5、活塞杆4、弹簧11、加长体6、顶杆10；阀座2与阀体1组焊为一体，阀体1、加长体6、阀盖9三者通过螺栓连接；阀瓣3与活塞杆4下端螺纹连接，下活塞缸套5与加长体6下端采用螺栓连接，并且下活塞缸套5与加长体6底面形成下腔体c；加长体6上部设有加长体内腔，上活塞缸套7在加长体内腔中，并且上活塞缸套7与加长体6之间采用螺栓连接；所述的活塞杆4为双活塞结构，活塞杆4的下部活塞位于下腔体中，活塞杆4的上部设有活塞8，上部的活塞8与活塞杆4用螺母33压紧固定，顶杆10的一端固定在螺母33的空腔内；顶杆10的另一端穿设并延伸出阀盖9；弹簧11安装在活塞杆4的上部活塞8与阀盖9之间；支架27通过螺栓与阀盖9固定连接，阀盖9与顶杆10之间通过密封装置密封；所述阀体1与加长体6之间、加长体6与阀盖9之间分别设有密封圈32，阀体1与加长体6之间、加长体6与阀盖9之间分别通过密封圈32密封并进行刚性接触；阀瓣3与活塞杆4下端的螺纹连接位置还设有防松垫片53，用于防止阀瓣3松动；所述的下活塞缸套5、加长体6、阀盖9共同形成上腔体b，活塞杆4的上部活塞8位于上腔体中；所述的活塞杆4的上部活塞8与上活塞缸套7之间、活塞杆4的下部活塞与下活塞缸套5之间、下活塞缸套5与阀体1之间均设有活塞环37；所述的双活塞弹簧复位执行机构中，上活塞缸套7、下活塞缸套5、活塞杆4的上部活塞8、活塞杆4的下部活塞、活塞杆4和加长体6上均设置内部导流孔；阀盖9与顶杆10之间通过密封装置采用填料密封形式，包括：填料压板14、填料设
置在顶杆10与阀盖9之间的填料腔中，填料通过填料压板14用螺栓固定于阀盖9；在支架27的上方还包括阀门启闭位移检测模拟量输出装置、阀门启闭位置信号反馈装置，包括：位置开关21、直线位移传感器19、挡块18；位置开关21与直线位移传感器19固定在支架27上；挡块18固定在顶杆10上端，可上下调整。
19.所述的阀门密封为带堆焊的流线型阀瓣3和阀座2平面密封，密封面堆焊硬质合金。
20.本发明的双活塞弹簧复位执行机构的驱动方式为介质压力自驱动，在阀体侧壁上端开设三列冗余的先导释放孔a，所述先导释放孔a一端与加长体6的导流孔导通，先导释放孔a排空；所述活塞杆4内部导流孔与上下活塞下腔连通，活塞和活塞杆下部活塞上的导流孔分别连通上下活塞的上下腔，上下活塞的上腔与先导释放孔连通，上下活塞的下腔与阀腔连通；本发明的工作原理在于：正常运行时，阀门为关闭状态，上下腔体压力相等，依靠弹簧力、介质压力及重力密封；阀门开启时，先导区排空，释放活塞上腔介质压力，上下腔体形成压力差，在压力差的作用下，阀门克服弹簧力和重力，快速开启。
21.采用本发明的双活塞弹簧复位执行机构对阀门进行开启操作的具体工作状态是：介质由阀门进口端进入，通过下活塞缸套5下端面导流孔进入下活塞下腔，再由下活塞下腔通过活塞杆下部导流孔、活塞杆中心导流孔分别流向下活塞上腔c和上活塞下腔，介质进入上活塞下腔后再通过上活塞导流孔进入上活塞上腔b，当上活塞上下腔、下活塞上下腔及先导排放孔a充满介质后，活塞上下腔压力相等，阀瓣3在活塞杆4、活塞8及自身重力和弹簧11弹力共同作用下关闭。
22.当开启阀门时，先导排放孔导通排空，上活塞上腔和下活塞上腔介质由先导排放孔a迅速排空，由于活塞8和活塞杆4下部活塞上导流孔的截流作用，活塞上下腔形成压力差，当压差作用力大于阀瓣3、活塞杆4、活塞8重力和弹簧11弹力合力时，阀门开启。
23.以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。