专利名称：多力平衡热双金属疏水阀的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种疏水阀，它涉及到一种热双金属疏水阀，特别涉及到一种多力平衡热双金属疏水阀，可用于封闭蒸汽系统中排放凝结水阻止蒸气泄漏。
在用于蒸汽管网的疏水阀中较通用的一种是热双金属疏水阀，它一般由阀盖、阀座、阀芯、热双金属控制元件和阀体主要部分构成。它主要是根据不锈热双金属的性质进行设计的，因采用不同的形状，不同性质的不锈热双金属其疏水阀的性能不同，达到的效果也不同，目前，世界上生产该类阀的厂家不少，如德国Gestra公司生产的BK型系列疏水阀、英国Spirax，sarco公司生产的SM型热双金属疏水阀等，他们均有各自的专利产品。发明人在深入研究这些产品的基础上，为了克服BK系列热双金属疏水阀的一些缺点，诸如灵敏度低，漏气量大，关闭性能差以及当蒸汽压力大幅度波动时，不能自动调节等，提出了“一种新的热双金疏水阀”(CN85203950V)的专利申请，它根据蒸汽的热动力和控制元件的热静力作用的原理，公开了特征在于采用特殊内角(大内角为110°～120°)的菱形双金属控制元件的疏水阀，实施结果表明取得了积极效果。然而它和其他背密封型(利用阀芯拉动阀瓣关闭阀孔)的疏水阀一样，仍存在下述缺点在阀关闭状态下，控制元件作用在阀芯上的热拉力(以下用P热表示)与蒸汽作用在阀瓣上的压力(以下用P汽表示)和阀座作用在阀瓣上的力即关闭力(以下用P关表示)的合力平衡。可用(1)式表示P热＝P汽＋P关……(1)从(1)式可以看出，阀瓣所承受的蒸汽压力P汽越高，热双金属控制元件的热拉力P热越高，即载荷越高，越容易产生疲劳变形，疏水阀的使用寿命也就越短；而蒸汽作用在阀瓣上的压力P汽的大小，是与疏水阀的工作蒸汽压力及阀孔的横截面积成正比，工作压力越高，P汽越大，阀孔横截面越大，P汽越大。
在阀孔开启排放凝结水状态下，控制元件的热拉力P热与作用在阀瓣上的蒸汽压力P汽平衡，可用(2)式表示。
P热＝P汽……(2)从(2)式同样可知，这类热双金属疏水阀的工作压力越高其使用寿命越短，排量越大(即阀孔面积越大)，使用寿命也越短。
本实用新型的目的就在于克服现有技术的缺点，为提高热双金属疏水阀的使用寿命，扩大排量，提高工作压力而公开的一种多力平衡热双金属疏水阀的设计方案。
本实用新型的目的是这样实现的主要包括阀体、阀座、阀盖、热双金属控制元件、阀芯和阀瓣，其特征在于阀瓣与阀体之间设有托力弹簧。
此外，托力弹簧可置于阀体相连的弹簧托力调节栓上，其托力大小由托力调节栓调节，热双金属控制元件可通过阀芯与设在阀盖上的热静力调节栓相连，其热静力大小由热静力调节栓调节。
由于本实用新型在阀瓣下方设有托力弹簧，当阀处在关闭状态时，蒸汽作用在阀瓣上的压力P汽和阀座对阀瓣的压力即关闭力P关，将由热双金属控制元件的热拉力P热和托力弹簧的托力P弹来平衡，减小了控制元件的拉力。当阀处在开启状态时，作用在阀瓣的蒸汽压力P汽，将由托力弹簧的托力P弹平衡，控制元件不受力的作用，因此，大大提高了阀的使用寿命。
以下结合附图，进一步阐述本发明的工作原理
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型在蒸汽温度下关闭状态示意图；图3为本实用新型在凝结水温度下开启状态示意图。
参见
图1，本实用新型属于一种从蒸汽密封系统排放凝结水的装置，包括阀体9，阀座5，阀盖2，热双金控制元件3，阀芯4，阀瓣6，其特征在于阀瓣6与阀体9之间设有托力弹簧7；托力弹簧的托力大小由设在阀体上的弹簧托力调节栓来调节；热双金属控制元件3的热静力大小由设在阀盖2上的控制元件热静力调节栓1来调节。各主要零部件可如下联接阀芯4穿阀座阀孔；热双金属控制元件3每二块组成一组，主动层在外，被动层在里叠放，多组叠放在一起，阀座5上的二个定位销穿过控制元件边缘二只孔，阀芯4穿过控制元件中间一只孔，然后旋转阀芯4把控制元件压板10用螺纹固定在阀芯上，并用阀座5上的两只定位销固定控制元件压板10的方位，这样就构成了一个疏水阀的心脏——调节器。把弹簧托力调节栓8拧在阀体上，调节栓在阀体外面的一端用螺母拧紧固定调节栓方位，然后将托力弹簧7自由地放在弹簧托力调节栓上端，把调节器固定在阀体9上，然后把控制元件热静力调节栓1从阀盖2中间孔自下而上穿过，在阀盖2外面用螺母拧紧固定控制元件热静力调节栓1的方位后，把阀盖2盖在阀体上，旋转控制元件热静力调节栓1使阀芯上端插入热静力调节栓下端的凹下处，拧紧阀体与阀盖四只固定螺丝，上述即为本阀的主要装配过程。
下面简要说明本实用新型的工作原理把多力平衡热双金属疏水阀安装在管路上后，打开阀前截止阀，管路内凝结水和空气进入疏水阀，此时温度较低，控制元件3拱形度较小，在凝结水冲力作用下阀瓣向下位移，托力弹簧7缩短，阀孔开启，大量排放凝结水和空气。由于凝结水的不断排放，其温度逐渐升高，控制元件3拱形度逐渐加大，阀芯4向上位移，当阀内温度接近蒸汽温度时，阀瓣与阀座接触，阀孔关闭。多力平衡热双金属疏水阀关闭状态示意图如图2所示。此时阀芯4受四个力作用，向上的作用力有热双金属控制元件3的热拉力P热和托力弹簧7的托力P弹，向下的作用力有蒸汽作用在阀瓣上的压力P汽和阀座5对阀瓣6的压力即关闭力P关，关闭状态时这四个力是平衡的，如(3)式所示P热＋P弹＝P汽＋P关……(3)从(1)式和(3)式比较可以看出，当两种阀的阀孔直径相同，工作压力相同情况下，两个等式的右边是相同的，而左边不同，(3)式的P热比(1)式的P热小得多，可见在关闭状态下，多力平衡热双金属疏水阀控制元件热拉力比不放弹簧的小。
疏水阀关闭以后，阀内凝结水逐渐增多，温度逐渐降低，控制元件3首先消除弹性变形，消除关闭力，然后逐渐减小热变形，即拱形度逐渐变小，阀孔逐渐开启，排放凝结水速率逐渐加大，当凝结水具有足够的过冷度时，排量达到了最大值。此时控制元件3拱形度较小，阀芯向下位移距离较大，阀芯向下的作用力完全由托力弹簧承担，而控制元件3没有阀芯的拉力作用而呈自由状态，即完全开启状态，其示意图如图3所示。此时，作用在阀芯4上的力有二个一个是向上的弹簧7的托力P弹，另一个向下的作用在阀瓣上的蒸汽压力P汽，此时二个力平衡，如(4)式所示P弹＝P汽……(4)从(4)式和(2)式比较可以看出，本实用新型疏水阀和目前使用的背密封无托力弹簧热双金属疏水阀开启后排放凝结水时，前者控制元件无载荷作用，后者承受凝结水对阀瓣冲力作用。
如果，蒸汽压力稳定，可以把多力平衡疏水阀调节成连续排放状态，使控制元件基本处于自由状态，以避免机械疲劳变形，确保疏水阀具有长寿命。
当多力平衡疏水阀在更高蒸汽压力下使用时，通过调节弹簧托力调节栓8，提高弹簧托力，以抵消作用在阀瓣上的蒸汽压力的提高。通过调节控制元件拉力调节栓1，加大控制元件的间隙余量，以抵消由于蒸汽压力提高，温度升高，控制元件拱形度加大，引起热拉力的增大，使控制元件3所提供较恒定的热拉力，以确保疏水阀具有有效的关闭力，避免控制元件承受较大的机械载荷，而产生机械疲劳变形，缩短使用寿命。
当多力平衡热双金属疏水阀在较低蒸汽压力下使用时，通过调节弹簧托力调节栓8，降低弹簧7托力，使弹簧的托力与作用在阀瓣6上的蒸汽压力建立起新的平衡关系，通过调节控制元件热位力调节栓1，减小控制元件间隙量。疏水阀工作压力降低，蒸汽温度降低，引起控制元件热拉力减小，但由于减小了控制元件隙余量，在关闭温度下，控制元件仍能产生足够的弹性变形，可以产生足够的关闭力，故疏水阀仍能产生良好的疏水堵汽功能。
为了使多力平衡热双金属疏水阀在蒸汽压力波动较小的情况下使用，不发生失灵问题，本实用新型采用了“CN85203950V”实用新型设计的大内角为110°～120°菱形控制元件，在蒸汽压力较稳定或较高情况下，本实用新型控制元件的形状采用圆形。
本实用新型是在“CN85203950V”实用新型基础上研究设计的，与“CN85203950V”实用新型相比，本实用新型在本质上有区别。
1. 本实用新型与“CN85203950V”实用新型疏水阀开关阀孔的力在本质上有区别，“CN85203950V”实用新型在阀瓣下方没有放置弹簧，仅利用双金属控制元件的热静力与蒸汽的热动力平衡关系设计的，而本发明在阀瓣下方放置了托力弹簧，是利用控制元件的热静力，弹簧的机械力和蒸汽的热动力平衡关系设计的，两种疏水阀关闭孔的力的来源在本质上有区别。
2. 本实用新型与“CN85203950V”实用新型两种热双金属疏水阀，在阀孔大小相同，工作压力高低相同情况下，两种阀的控制元件所承受的载荷大小不同，前者载荷小，后者载荷大，在关闭时，前者控制元件承受的载荷小，后者大；在开启时，前者可以调节到零，而后者不能。因此前者控制元件不容易产生机械疲劳变形，使用寿命长，而后者控制元件容易产生机械变形，使用寿命短。
3. 本实用新型控制元件所承受的载何不受工作压力的影响，而“CN85203950V”实用新型的控制元件所承受的载荷随着工作压力的提高而增大，因此前者的使用寿命一般不受工作压力的影响而后者一般随工作压力提高，使用寿命缩短。
4. 本实用新型控制元件所承受的载荷大小不受阀孔大小的影响，即不受排量的影响，故其使用寿命不受排量影响，而“CN85203950V”实用新型的控制元件所承受的载何与阀孔大小直接有关，阀孔越大载荷越大，使用寿命也就越短，因此，排量越大，其使用寿命越短。
权利要求1.一种多力平衡热双金属疏水阀，涉及从封闭蒸汽系统中排放凝结水阻止蒸汽泄漏的装置，包括阀体、阀座、阀盖、热双金属控制元件、阀芯和阀瓣，其特征在于阀瓣和阀体之间设有托力弹簧；
2.如权利要求1所述的疏水阀，其特征在于托力弹簧可置于与阀体相连的弹簧托力调节栓上；
3.如权利要求1所述的疏水阀，其特征在于热双金属控制元件为大内角是110°～120°的菱形控制元件或圆形控制元件；
4.如权利要求1，3所述的疏水阀，其特征在于热双金属控制元件通过阀芯与设在阀盖上的热静力调节栓相连。
专利摘要一种多力平衡热双金属疏水阀，涉及从封闭蒸汽系统中排放凝结水阻止蒸汽泄漏的装置。包括阀体、阀座、阀盖、热双金属控制元件、阀芯和阀瓣等。由于在阀瓣下方设有托力弹簧并在阀体上设有可调节弹簧托力大小的调节栓，在阀盖上设有可调节热双金属控制元件热静力大小的调节栓，因此，它的热双金属控制元件所承受的载荷较小，在使用过程中可减少或避免机械疲劳变形，故可明显提高疏水阀使用寿命，工作压力和排量。
文档编号F16T1/00GK2148242SQ9222137
公开日1993年12月1日 申请日期1992年9月26日 优先权日1992年9月26日
发明者丁文凯 申请人:丁文凯