数字化行程指示节流截止放空阀的制作方法

1.本实用新型涉及阀门技术领域，更具体地说涉及一种数字化行程指示节流截止放空阀。


背景技术：

2.节流截止放空阀广泛应用于石油、天然气、煤气、石油液化气及炼油、机场、化工、油气储运等的管道上作闭路装置。
3.常闭状态：阀芯硬密封副压在阀座凸台上，形成一道硬质密封，同时嵌在阀芯上的软质密封与阀座端面紧压，形成第二道密封，双质密封结构保证了阀门的零泄漏，再由于阀芯开设了平衡孔，使阀门在关闭、开启时，阀芯受到较小的作用力，也使阀门开启、关闭时具有较小的力矩。
4.缓压状态：阀芯底端离开阀座密封面时，由于阀芯底端面接近阀芯套开槽处底边缘，此时阀芯与阀芯套内径形成一道密封。而没有直接放空泄压，从而达到缓和作用。
5.节流状态：阀芯底端离开阀座，进一步开启，小节流头处形成一级节流，高速流体经缓压节流后直接流向小阀芯，由于阀芯套窗口边缘是最终节流面，高压介质直接冲刷节流通道时，阀芯底端由于介质向改变产生涡流，缓减了介质地阀芯的直接冲刷，从而阀座密封也避开了介质的直接冲刷，同时由于阀芯密封面是锥形的，可以吹扫阀座密封面上的污物及杂质，保护密封面，从而延长阀门的使用寿命。
6.全开状态：阀芯处于全开启状态时，整个阀门处于全放空状态，流体在阀门中的阻力较小，缩短了放空时间，提高了阀门的放空效果。
7.现有的节流截止放空阀均是采用人工转动手轮实现阀芯的启闭，且在转动手轮控制阀门启闭时，操作人员并不清楚当前阀门的开度，无法从阀门上直观地判断出阀门当前开度，不利于天然气输配场站的自动化监控。


技术实现要素：

8.为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种数字化行程指示节流截止放空阀，本实用新型的发明目的在于对现有节流截止放空阀的结构进行改进，以使得改进后的节流截止放空阀开度可以实现数字化行程指示，以方便输配场站进行智能化远程监控。本实用新型是对节流截止放空阀的阀杆传动机构进行改进，并增加了监控阀杆位移的位移传感器，阀杆传动机构带动阀杆轴向运动，位移传感器检测阀杆轴向移动的位移，通过阀杆位移得到阀芯的开度，并传输至场站监控端，以实现场站远程监控节流截止放空阀开度，使得节流截止放空阀的开度数值显示在主控制室的显示器上，更加适应场站自动化控制的需要。
9.为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的：
10.数字化行程指示节流截止放空阀，包括阀体、阀芯套、阀座、阀芯、阀杆和阀盖，阀座装配于阀体内，并由阀芯套紧固，阀盖将阀芯套紧固于阀体内，阀芯设置在阀芯套内，阀
杆的下端于阀芯相连，阀杆上端伸出于阀盖，阀杆于阀盖之间通过填料函和填料压盖密封；阀盖上装配有支架，支架上装配有阀杆传动机构，阀杆上端贯穿支架和传动机构，且阀杆上端与传动机构相连，传动机构带动阀杆轴向运动；在阀杆顶端设置有护筒，所述护筒安装于传动机构的外壳上，护筒内安装有用于检测阀杆位置的位移传感器；所述阀杆传动机构包括外壳、螺套、伞齿轮ⅰ、伞齿轮ⅱ、转轴和手轮，螺套通过轴承装配于外壳内且螺套与阀杆螺纹配合，伞齿轮ⅰ与螺套同轴安装且带动螺套转动，伞齿轮ⅱ安装在转轴一端，手轮安装在转轴另一端，伞齿轮ⅱ与伞齿轮ⅰ啮合，转轴通过轴承安装于外壳上。
11.它是这样工作的：转动手轮时，手轮带动转轴转动，转轴带动伞齿轮ⅱ转动，伞齿轮ⅱ带动伞齿轮ⅰ转动，伞齿轮ⅰ带动螺套转动，在螺套与阀杆的螺纹配合作用下，螺套带动阀杆进行轴向移动，阀杆发生位移后，被位移传感器感应到，位移传感器检测到阀杆位移信息，并将阀杆位移信息，通过信号线传送到场站主控制室，主控制室接收到信号将该信号换算成具体开度数值进行显示；或在无人值守的站场通过ic卡无线方式传送到远端的主控制室进行显示。
12.更进一步地，所述位移传感器包括指示杆和位置变送器，位置变送器固定在护筒内，指示杆一端与阀杆顶端相连，另一端与位置变送器相连。位置变送器检测指示杆的移动距离。它是这样工作的：位置变送器检测指示杆的移动距离，指示杆的移动距离就是阀芯的开度距离，并通过信号线将该移动距离转换为4
‑
20ma的模拟信号发送到控制室电脑。控制室电脑接收到最小信号4ma阀门的开度为0%（关闭），接收到最大信号20ma阀门的开度为100%（全开），4ma
‑
20ma中间的值即等比例转换为阀门的开度百分数。
13.所述位置变送器将检测到的指示杆的移动距离转换为4
‑
20ma的模拟信号，并通过信号线发送到控制室电脑。
14.所述阀芯套下端一侧与阀座上端一侧之间形成一梯形槽，梯形槽的槽口的长度小于槽底的长度，梯形槽内设置o形密封圈；阀芯上对应所述梯形槽的槽口位置处堆焊有硬质合金。阀芯与阀座之间形成一软质密封，阀芯上堆焊的硬质合金会对o形密封圈形成剪切，但是本技术由于有上窄下宽的梯形槽的存在，使得阀芯上硬质合金减轻了对o形密封圈的剪切力，这样可以延长o形密封圈的使用寿命。因为上窄下宽的梯形槽限制了o形密封圈的形变，使得硬质合金对o形密封圈的剪切变成了挤压。
15.与现有技术相比，本实用新型所带来的有益的技术效果表现在：
16.1、现有的节流截止放空阀中，手轮直接与阀杆相连，螺套是固定在支架上的，通过旋转阀杆使得阀杆与螺套之间发生相对位移，从而开启或关闭放空阀。此时阀芯的开度是由转动手轮的圈数决定的。若在现有的节流截止放空阀上直接安装位移传感器，检测阀杆的位移，一方面无法固定安装位移传感器；另一方面，即使通过加装支架的方式安装了位移传感器，位移传感器也无法确保检测精度。本实用新型通过伞齿轮组的设计，以及螺套的旋转设计，使得阀杆不发生转动，仅作轴向移动，且在传动机构外壳上安装护筒，罩在阀杆上，将位移传感器安装在护筒内，一方面方便安装位移传感器，另一方面护筒形成了一密闭的空间，可以有效防止其他因素对位移传感器的干扰，提高位移传感器的检测精度。
17.2、本实用新型位置变送器检测指示杆的移动距离，指示杆的移动距离就是阀芯的开度距离，并通过信号线将该移动距离转换为4
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20ma的模拟信号发送到控制室电脑。控制室电脑接收到最小信号4ma阀门的开度为0%（关闭），接收到最大信号20ma阀门的开度为
100%（全开），4ma
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20ma中间的值即等比例转换为阀门的开度百分数。结构简单，反应灵敏，检测精度高。
18.3、阀芯与阀座之间形成一软质密封，阀芯上堆焊的硬质合金会对o形密封圈形成剪切，但是本技术由于有上窄下宽的梯形槽的存在，使得阀芯上硬质合金减轻了对o形密封圈的剪切力，这样可以延长o形密封圈的使用寿命。因为上窄下宽的梯形槽限制了o形密封圈的形变，使得硬质合金对o形密封圈的剪切变成了挤压。
附图说明
19.图1为本实用新型节流截止放空阀的整体剖视结构示意图；
20.图2为本实用新型阀杆传动机构的剖视结构示意图；
21.图3为本实用新型节流截止放空阀阀芯与阀座之间密封的结构示意图；
22.附图标记：1、阀体，2、阀芯，3、阀座，4、阀芯套，5、阀杆，6、阀盖，7、支架，8、填料函，9、填料压盖，10、阀杆传动机构，11、护筒，12、位移传感器，13、外壳，14、螺套，15、伞齿轮ⅰ，16、伞齿轮ⅱ，17、转轴，18、手轮，19、指示杆，20、位置变送器，21、处理器模块，22、梯形槽，23、o形密封圈。
具体实施方式
23.下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案作出进一步详细地阐述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.作为本实施例的一种实施方式，参照说明书附图1，包括阀体1、阀芯套4、阀座3、阀芯2、阀杆5和阀盖6，阀座3装配于阀体1内，并由阀芯套4紧固，阀盖6将阀芯套4紧固于阀体1内，阀芯2设置在阀芯套4内，阀杆5的下端于阀芯2相连，阀杆5上端伸出于阀盖6，阀杆5于阀盖6之间通过填料函8和填料压盖9密封；阀盖6上装配有支架7，支架7上装配有阀杆传动机构10，阀杆5上端贯穿支架7和传动机构，且阀杆5上端与传动机构相连，传动机构带动阀杆5轴向运动；在阀杆5顶端设置有护筒11，所述护筒11安装于传动机构的外壳13上，护筒11内安装有用于检测阀杆5位置的位移传感器12；如图2所示，所述阀杆传动机构10包括外壳13、螺套14、伞齿轮ⅰ15、伞齿轮ⅱ16、转轴17和手轮18，螺套14通过轴承装配于外壳13内且螺套14与阀杆5螺纹配合，伞齿轮ⅰ15与螺套14同轴安装且带动螺套14转动，伞齿轮ⅱ16安装在转轴17一端，手轮18安装在转轴17另一端，伞齿轮ⅱ16与伞齿轮ⅰ15啮合，转轴17通过轴承安装于外壳13上。
25.它是这样工作的：转动手轮18时，手轮18带动转轴17转动，转轴17带动伞齿轮ⅱ16转动，伞齿轮ⅱ16带动伞齿轮ⅰ15转动，伞齿轮ⅰ15带动螺套14转动，在螺套14与阀杆5的螺纹配合作用下，螺套14带动阀杆5进行轴向移动，阀杆5发生位移后，被位移传感器12感应到，位移传感器12检测到阀杆5位移信息，并将阀杆5位移信息，通过信号线传送到场站主控制室，主控制室接收到信号将该信号换算成具体开度数值进行显示；或在无人值守的站场通过ic卡无线方式传送到远端的主控制室进行显示。
26.作为本实施例的又一种实施方式，位移传感器12包括顶杆和传感元件，它的工作
原理是：阀门开启或关闭时，阀杆5作上、下直线运动，推动位移传感器12的顶杆杆作上下运动，与顶杆连接的位移传感器12内的传感元件接收顶杆的位置变化，产生磁场的变化，磁场的变化而产生电流信号。将这个电流信号传输至处理器模块21（电流采集电路），经过模块的处理后，输出4～20ma的电流，主控室的电脑接收这个电流后，在控制系统内生成可以直读的位移数值。
27.作为本实施例的又一种实施方式，所述位移传感器12包括指示杆19和位置变送器20，位置变送器20固定在护筒11内，指示杆19一端与阀杆5顶端相连，另一端与位置变送器20相连。位置变送器20检测指示杆19的移动距离。它是这样工作的：位置变送器20检测指示杆19的移动距离，指示杆19的移动距离就是阀芯2的开度距离，并通过信号线将该移动距离转换为4
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20ma的模拟信号发送到控制室电脑。控制室电脑接收到最小信号4ma阀门的开度为0%（关闭），接收到最大信号20ma阀门的开度为100%（全开），4ma
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20ma中间的值即等比例转换为阀门的开度百分数。
28.作为本实施例的又一种实施方式，如图3所示，所述阀芯套4下端一侧与阀座3上端一侧之间形成一梯形槽22，梯形槽22的槽口的长度小于槽底的长度，梯形槽22内设置o形密封圈23；阀芯2上对应所述梯形槽22的槽口位置处堆焊有硬质合金。阀芯2与阀座3之间形成一软质密封，阀芯2上堆焊的硬质合金会对o形密封圈23形成剪切，但是本技术由于有上窄下宽的梯形槽22的存在，使得阀芯2上硬质合金减轻了对o形密封圈23的剪切力，这样可以延长o形密封圈23的使用寿命。因为上窄下宽的梯形槽22限制了o形密封圈23的形变，使得硬质合金对o形密封圈23的剪切变成了挤压。