一种合成气调节专用阀的制作方法

本实用新型涉及工业过程控制阀，更具体地说，它涉及一种合成气调节专用阀。

背景技术：

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有导流、截流、调节、节流、防止倒流、分流或溢流泄压等功能。

如专利公开号为CN203431212U的中国专利公开的一种带蓄能密封环的套筒调节阀，这种套筒调节阀包括包括阀体、阀杆，阀杆上连接有阀芯，阀体中设有相互抵触的上套筒、下套筒，阀芯截面为U型，上套筒、下套筒之间设有蓄能密封环，阀芯有挤压蓄能密封环的第一位置和与蓄能密封环分离的第二位置。该套筒调节阀由于在上套筒与下套筒之间设置了蓄能密封环，使得阀门的密封性能得到提高。

但是上述专利中的调节阀利用在煤气化装置中，对于合成气的调节具有难度。合成气一般都含有直径小于6mm分散的固体颗粒及湿的H2S，气体压差可达4.0-6.5MPa，含颗粒的气体高速冲击阀内件，对阀内件的冲刷破坏性大，冲刷的同时还伴有大于100dBA的噪音。普通的单座调节阀内的流量孔孔径一般为2-3mm虽然可用于含颗粒的介质但无法满足其压差要求；传统的低噪音或迷宫式调节阀则对介质的清洁度要求极高，介质一旦含有细微颗粒，极易发生堵塞，甚至导致装置停车。

技术实现要素：

针对现有的一些合成气调节阀满足合成气压差要求的同时极易发生堵塞的技术问题，本实用新型提供一种合成气调节专用阀，通过使用套筒调节阀，并在套筒上设置供固体颗粒流过的孔来解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种合成气调节专用阀，包括阀体、阀盖与阀座，所述阀体内设置有套筒，所述套筒内同轴滑移插接有阀芯，所述阀芯上固定连接有穿过所述阀盖的阀杆，所述套筒开设有多个流道孔，所述阀芯上开设有与所述流道孔配合的多个流量孔，所述阀盖至所述阀座的方向为所述阀芯的开阀方向，沿所述阀芯周向相邻的所述流量孔沿所述开阀方向为一列，并以列为单位沿所述阀芯轴心线等间距圆周分布，相邻列沿所述开阀方向错位半个孔径的距离；

所述流量孔的分布密度沿所述开阀方向逐渐减小，所述流道孔与所述流量孔的孔径均为6mm。

通过上述技术方案，圆周分布的流量孔列能均匀阀芯沿其周向受到的流体冲击力，避免因阀芯受力不均匀而引发振动，分布密度沿开阀方向逐渐减小的流量孔能在阀芯进入流道孔区域时，阀芯导通的流量逐渐增加；错位设置的流量孔阵列能够在专用阀导通时具有平缓的输出曲线，降低其输出曲线上毛刺波纹的幅值，流道孔与流量孔的内径均为6mm，可有效避免流质中的固体杂质堵塞阀门。

进一步的，所述流道孔与所述流量孔重合的总面积与所述阀芯沿所述开阀方向的行程成正相关设置；

所述阀芯的行程分为前段与后段，在行程的前段，行程与总面积呈等百分比特性；

在行程的后段，行程与总面积呈线性特性。

通过上述技术方案，采用等百分比与线性的符合型流量特性设计的流量分布模式，即保证了专用阀调节性能的精确性，同时也能避免只采用线性特性设计的普通低噪音调节阀在小开度时易产生振荡的问题。

进一步的，所述套筒外侧壁开设有同轴的密封槽，所述密封槽内套接有密封环，所述密封环内环还套接有用于对所述密封环提供张力的涨紧环。

通过上述技术方案，涨紧环对密封环支撑力，使密封环贴合于套筒内壁。

进一步的，所述涨紧环为高镍铸铁金属涨圈，所述密封环为金属增强型碳石墨密封环。

通过上述技术方案，高镍铸铁金属涨圈能提供稳定、可靠的支撑力，而金属增强型碳石墨密封环具有良好的密封性及耐磨性，可保证阀门长时间内的密封性。

进一步的，所述密封环具有Z字型的切口。

通过上述技术方案，密封环的Z字型切口在外部压力下能够压得更紧密，密封性好。

进一步的，所述套筒上开设有密封槽，所述密封槽内壁与所述阀体及所述阀盖形成密封腔，所述密封腔内放置有板弹簧组件。

通过上述技术方案，在阀体与套筒以及阀盖的交汇处开设放置板弹簧组件的凹槽，使用板弹簧组件对交汇处进行单独密封处理，板弹簧组件在阀体与阀盖形变时存储形变势能，板弹簧组件依靠其存储的形变势能来对凹槽进行密封，从而提高专用阀的密封稳定性。

进一步的，所述板弹簧组件包括套接在所述密封腔内的垫板，所述垫板朝向所述阀盖的一面固定设置有抵接所述阀盖的第一抵接凸缘，所述垫板朝向所述阀体的一面固定设置有抵接所述套筒的第二抵接凸缘；

所述第一抵接凸缘与所述第二抵接凸缘沿所述套筒轴向的投影区域不重叠。

通过上述技术方案，第一抵接凸缘与第二抵接凸缘分别抵接阀盖与套筒，当两者因温度变化产生形变后，投影区域不重叠的第一抵接凸缘与第二抵接凸缘能产生相对位移，继而使垫板存储形变势能，当阀盖与套筒的形变消失后，第一抵接凸缘与第二抵接凸缘在形变势能的作用下继续抵接密封腔的内壁。

进一步的，所述垫板的材料为合金弹簧钢。

通过上述技术方案，合金弹簧钢具有高的屈服点和屈强比、弹性极限、抗疲劳性能，以保证垫板有足够的弹性变形能力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在套筒与阀芯上设置6mm的流道孔与流量孔，孔的分布密度沿所述开阀方向逐渐减小，圆周分布的流量孔列能均匀阀芯沿其周向受到的流体冲击力，避免因阀芯受力不均匀而引发振动，分布密度沿开阀方向逐渐减小的流量孔能在阀芯进入流道孔区域时，阀芯导通的流量逐渐增加；错位设置的流量孔阵列能够在专用阀导通时具有平缓的输出曲线，降低其输出曲线上毛刺波纹的幅值，流道孔与流量孔的内径均为6mm，可有效避免流质中的固体杂质堵塞阀门；采用等百分比与线性的符合型流量特性设计的流量分布模式，即保证了专用阀调节性能的精确性，同时也能避免只采用线性特性设计的普通低噪音调节阀在小开度时易产生振荡的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一沿套筒径向的竖直截面示意图；

图2为图1的A部放大示意图；

图3为图1的B部放大示意图。

附图标记：1、阀体；2、阀盖；3、阀座；4、套筒；5、阀芯；6、流道孔；7、流量孔；8、密封槽；9、密封环；10、涨紧环；11、密封腔；12、垫板；13、第一抵接凸缘；14、第二抵接凸缘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例一

一种合成气调节专用阀，如图1所示，包括阀体1、阀盖2与阀座3，阀体1内通过阀盖2压接有套筒4，阀盖2通过螺栓固定在阀体1上，套筒4内同轴滑移插接有阀芯5，阀芯5上通过插销卡接有穿过阀盖2的阀杆，套筒4周侧开设有多个流道孔6，阀芯5上开设有与流道孔6配合的多个流量孔7。从阀盖2至阀座3的方向为阀芯5的开阀方向，在阀芯5周向上相邻的流量孔7沿开阀方向为一列，并以列为单位沿阀芯5轴心线等间距圆周分布，相邻列沿开阀方向错位半个孔径的距离，错位设置的流量孔7阵列能够在专用阀导通时具有平缓的流量输出曲线，降低其输出曲线上毛刺波纹的幅值。圆周分布的流量孔7列能均匀阀芯5沿其周向受到的流体冲击力，避免阀芯5因受力不均匀而引发振动。流量孔7的分布密度沿开阀方向逐渐减小。分布密度沿开阀方向逐渐减小的流量孔7能在阀芯5进入流道孔6区域时，阀芯5导通的流量逐渐增加。流道孔6与流量孔7的孔径均为6mm，孔径与固体杂质的直径相同，可有效避免流质中的固体杂质堵塞专用阀。

流道孔6与流量孔7重合的总面积与阀芯5沿开阀方向的行程成等百分比特性与线性特性相融合的正相关设置。阀芯5的行程分为前段与后段，在行程的前段，行程与总面积呈等百分比特性；在行程的后段，行程与总面积呈线性特性。采用等百分比与线性的符合型流量特性设计的流量分布模式，即保证了专用阀调节的精确性，同时也能避免只采用线性特性设计的普通低噪音调节阀在小开度时易产生振荡的问题

如图2所示，套筒4外侧壁开设有同轴的密封槽8，密封槽8内套接有密封环9，密封环9具有Z字型的切口，密封环9的Z字型切口在外部压力下能够压得更紧密，密封性好。密封环9为金属增强型碳石墨制成，密封环9具有良好的密封性及耐磨性，可保证阀门长时间内的密封性。密封环9内环还套接有用于对密封环9提供张力的涨紧环10，涨紧环10用于对密封环9支撑力，使密封环9贴合于套筒4内壁。涨紧环10为高镍铸铁金属涨圈，高镍铸铁金属涨圈能提供稳定、可靠的支撑力。

如图3所示，套筒4上开设有密封槽8，密封槽8内壁与阀体1及阀盖2形成密封腔11，密封腔11内放置有板弹簧组件。板弹簧组件包括套接在密封腔11内的垫板12，垫板12的材料为合金弹簧钢，合金弹簧钢具有高的屈服点和屈强比、弹性极限、抗疲劳性能，以保证垫板12有足够的弹性变形能力。垫板12朝向阀盖2的一面一体延伸有抵接阀盖2的第一抵接凸缘13，垫板12朝向阀体1的一面一体延伸有抵接套筒4的第二抵接凸缘14；第一抵接凸缘13与第二抵接凸缘14沿套筒4轴向的投影区域不重叠。第一抵接凸缘13与第二抵接凸缘14分别抵接阀盖2与套筒4，当两者因温度变化产生形变后，投影区域不重叠的第一抵接凸缘13与第二抵接凸缘14能产生相对位移，继而使垫板12存储形变势能，当阀盖2与套筒4的形变消失后，第一抵接凸缘13与第二抵接凸缘14在形变势能的作用下抵接密封腔11的内壁。

在阀体1与套筒4以及阀盖2的交汇处开设用于放置板弹簧组件的凹槽，使用板弹簧组件对交汇处进行单独密封处理，板弹簧组件在阀体1与阀盖2形变时存储形变势能，板弹簧组件依靠其存储的形变势能来对密封腔11进行密封，从而提高专用阀的密封稳定性。

专用阀工作时，板弹簧组件对专用阀内套筒4外的区域进行密封，当阀杆带动阀芯5沿开阀方向运动时，流量孔7与流道孔6连通，连通的孔越多，专用阀的流量越大，流道孔6与流量孔7重合的总面积与阀芯5沿开阀方向的行程成等百分比与线性相融合的关系，使专用阀刚开始动作具有短行程时不会振动，同时错位设计的流量孔7阵列也能平缓专用阀的流量输出曲线，密封环9与涨紧环10配合以保证套筒4与阀芯5之间的密封性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。