新型风洞热阀的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种新型风洞热阀阀座，尤其是用于风洞热阀。

背景技术：

随着现代工业的飞速发展,大型航天和石化装备日趋高参数化,工况条件也越来越恶劣。尤其在航天领域,所涉及的管路系统与装置越来越复杂,对阀门行业从品种、数量和质量上提出了更高、更严的要求,因此高温阀门的应用也越来越广泛。高温阀门安装在高温管路系统中,主要用于启闭高温介质流,一旦由于结构不合理或分析出现偏差,将可能引起介质泄露,进而产生重大经济损失,甚至发生人员伤亡事故。目前,高温阀门特殊的工况条件决定了其在选材和制造方面必然会出现很多困难,国内也只是一些军工企业有能力自主研发和生产高温阀门,然而大部分的阀门生产企业受资金和技术的限制,没有足够的能力对高温阀门进行研究和开发,致使国内大部分高温阀门都得从国外进口。因此,对高温阀门进行研发是阀门制造业的亟需要求。

进入21世纪,中国航天技术快速发展,往往需要进行一些风洞实验,就必然要利用到风洞热阀去对实验流程进行控制。风洞实验是由人工产生和控制气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动,并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。风洞实验是从事空气动力学研究的重要手段,可以模拟飞行器在空气中的各种飞行姿态,为飞机、导弹、飞船以及民用产品的制造提供可靠的技术数据。风洞热阀是风洞实验系统的心脏,在世界上只有少数几个国家拥有风洞热阀的制造和制造技术。

技术实现要素：

为了克服现有的风洞热阀密封性能不好、耐用性能不强以及在恶劣环境中性能下降的不足,本发明提供一种新型结构的风洞热阀阀座结构，该风洞热阀适用于高温、高压、高流速工况,具有摩擦小、密封性能好、耐用性能高、易维修及寿命长的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：新型结构的风洞热阀阀座采用了自密封技术,截止阀的介质流动方向改为由阀瓣上方流入阀体中腔，这种结构使得阀门密封比较严紧,同时使得阀杆关闭力减小,阀杆直径也相应地变小；新型结构的风洞热阀依靠阀杆压力,使得阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合,阻止超高温空气的流通的方法，以解决以往阀门企业制造的截止阀中当介质由阀瓣下方进入阀门时,阀杆力需要克服的是填料摩擦力与介质压力的合力的问题。

阀座采用矩形槽道结构,并在矩形槽道内通与超高温空气逆向的冷却水,用以强化对流换热,有助于缓解阀座被烧红或氧化,同时提高阀座强度；为了提高密封面结构对中性,在关闭时,阀瓣能准确与阀座接触密封，阀座采用锥形密封面结构,阀瓣釆用球形结构,阀杆采用升降式结构,并在支架筋上装有导向杆,在阀门启闭过程中起导向作用。

本发明的有益效果是，有效地避免了因介质冲刷使阀杆倾斜从而造成阀瓣落座不准的现象。同时,减轻了密封面的磨损与擦伤,延长整个风洞热阀的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是风洞热阀阀杆和阔瓣结构图。

图2是3风洞热阀阀体结图。

图3是图2的i--i剖视图。

具体实施方式

在图1中，为阀杆和阀瓣结构，优选的，在储能状态时,风洞热阀关闭。

优选的，储能状态时,阀杆长时间处于高温、高压恶劣工况环境中,同时承受传动系统的压力作用。

优选的，开启状态时,为了降低阀杆的温度,使阀杆不被氧化,同时提高阀杆的强度,有效地减小阀杆的弯曲变形量、轴向尺寸伸长量及径向尺寸增大量，采用水冷方式对阀杆进行冷却，以降低阀杆由于受到高温、高压、高流速介质的瞬间冲击作用产生的阀杆表面受压不平衡而产生弯曲变形,提高再次关闭后的密封性能。

优选的，在阀杆中腔增加一根不锈钢冷却管,在冷却管与阀杆上端连接套部位开设有冷却水入口,同时在阀杆的上端开设有冷却水出口，冷却水自上而下流入阀瓣内腔,吸收热量后的冷却水顺着阀杆内壁和冷却管外壁之间的空腔从下往上流出阀杆。

优选的，储能状态时,为了减轻阀瓣承受的密封力和内部介质压力,提高超高温介质的自然对流换热和辖射换热作用，开启状态时,在阀瓣下部开设环槽结构,并在阀瓣内腔采用冷却系统，确保阀瓣内腔壁面与冷却水有较大对流换热量,使得阀瓣不被烧红软化,同时减小阀瓣热应力,保证阀瓣在高温、高压、高流速环境中可靠稳定工作。

在图2中，优选的，在阀体内壁敷设隔热材料,减少了热量传递,在内部采用双层内衬,内层为氧化锆隔热材料,外层为陶瓷，采用阀体衬里结构。

在图3中，优选的，阀座采用在周边均匀开设矩形小槽道的阀座结构,同时将阀座密封面结构制造成锥形，以保证阀座的密封性能、换热性能及强度。

优选的，为了强化对流换热,缓解阀座被烧红或氧化,同时提高阀座强度，阀座采用矩形槽道结构,并在矩形槽道内通与超高温空气逆向的冷却水。

优选的，为提高密封面结构对中性好,确保在关闭时,阀瓣能准确与阀座接触密封,以及地避免因介质冲刷使阀杆倾斜从而造成阀瓣落座不准的现象，阀座采用锥形密封面结构,阀瓣釆用球形结构,阀杆采用升降式结构,并在支架筋上装有导向杆,在阀门启闭过程中起导向作用，同时,减轻了密封面的磨损与擦伤,延长整个风洞热阀的使用寿命。

技术特征：

技术总结
新型风洞热阀，风洞热阀主要是由阀杆、阀瓣、阀体、阀座和盖等组成。用了自密封技术,截止阀的介质流动方向改为由阀瓣上方流入阀体中腔；为了减轻阀瓣承受的密封力和内部介质压力，阀座采用锥形密封面结构,阀瓣釆用球形结构,阀杆采用升降式结构,并在支架筋上装有导向杆,在阀门启闭过程中起导向作用；在阀杆中腔增加一根不锈钢冷却管,在冷却管与阀杆上端连接套部位开设有冷却水入口；在阀体内壁敷设隔热材料,减少了热量传递,在内部采用双层内衬,内层为氧化锆隔热材料；阀座采用在周边均匀开设矩形小槽道的阀座结构。

技术研发人员：于平
受保护的技术使用者：于平
技术研发日：2016.06.22
技术公布日：2017.12.29