一种能够调整阀门行程与流量流动特性的阀门结构的制作方法

1.本发明涉及一种适用于船用汽轮机凝水系统的套筒式阀门，尤其是一种能够调整阀门行程与流量流动特性的阀门结构。


背景技术：

2.船用汽轮机需要依据船舶的运行情况在多种工况下运行。在小工况下与大工况下的汽轮机的耗汽量有较大的差别。由于船舶的环境特性，船用汽轮机多在小工况下运行，而较少在大工况下运行。对于汽轮机凝水装置而言，凝水装置多在小流量下进行工作，而较少在大工况下进行工作。
3.小流量运行工况要求凝水系统具有较为准确的流量控制能力，而在大流量下要求通过凝水系统的流量数倍于小流量的常用工况。因此凝水系统中的阀门结构需要同时具备能够在小流量进行精准控制并且能够具备大流量下的运行能力。
4.套筒阀由于具有维修方便、稳定性好的特点，因此在汽轮机凝水系统上有较为广泛的应用。但是传统的套筒阀结构在小流量精度控制及大流量工况中经常只能够选择其一实现，而无法兼顾。套筒阀的传统结构如下所示：
5.传统结构由执行器1，执行器支架2，连接块3，阀杆4，阀体7，进口法兰10，开孔套筒11，出口法兰9，底盖12组成。如图1所示。
6.图2中的(a)展示了传统套筒阀内的流动结构。流体从进口法兰10进入阀体4，并且通过开孔套筒11上的通流孔进入套筒内部，并且最后从出口法兰9中流出阀体。执行机构(1) 通过控制阀杆(4)的位置改变套筒上开孔大小控制通流量。通流孔常设置为倒三角形，如图 2中的(b)所示。这种结构在小行程下能够使得通流面积增加速度较慢，在大行程下能够使得通流面积增加速度较快。
7.由于受到执行器行程范围的限制，套筒上的通流孔的总高度受到了限制。再次限制条件下，通流孔的倒三角形顶角的角度决定了该套筒阀的流动特性。若该角度较小，则套筒阀的小流量工况下的流量控制能力较为紧缺，但是全开情况下的总流量较小，无法满足大工况的需求，如图3的a所示。若该角度较大，则套筒阀在大流量下能够提供足够的流量，但是其在小流量工况的流量控制能力较差，如图3的c所示。


技术实现要素：

8.本发明是要提出一种能够调整阀门行程与流量流动特性的阀门结构，能够在两种运行模式下进行运行，使得套筒阀在不同的凝水流量下能够通过转化运行模式的方法兼具较好的控制能力和较大的流量，使得该阀能够很好的适配船用汽轮机的使用特征。
9.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种能够调整阀门行程与流量流动特性的阀门结构，包括执行器、连接块、阀杆、阀体、出口法兰、进口法兰、开孔套筒，所述执行器的输出杆通过连接块与阀杆相连；所述进口法兰与出口法兰分别焊接于阀体下部两侧，所述阀体下部内设有开孔套筒，所述开孔套筒和阀杆的下部筒体结构上均设有通流孔，所述
阀杆上的通流窗口与开孔套筒上的通流窗口相对应，凝水从进口法兰进入阀体后通过设置在开孔套筒和阀杆下部筒体结构上的通流孔进入开孔套筒结构内部，随后通过出口法兰流出阀体。
10.进一步，所述执行器通过执行器支架坐于阀体上，所述执行器支架共有四根c型支架组成。
11.进一步，所述连接块上安装限位螺柱与限位螺母用以调整阀杆与开孔套筒之间的相对位置。
12.进一步，所述限位螺柱配合限位螺母将连接块限位在执行器支架的c型支架的一字孔中，拆卸限位螺柱与限位螺母后能够旋转阀杆90
°
并利用限位螺柱与限位螺母将限位螺柱重新固定。
13.进一步，所述开孔套筒上每隔90
°
设置有一个窗口，共两类窗口，分别为顶角为角度较小的a型窗口，顶角较大的b型窗口，且两类窗口的高度相同，两种类窗口之间间隔分别为 90
°
。
14.进一步，所述阀杆的下部筒体结构上设置有两个矩形窗口，矩形窗口高度与开孔套筒窗口高度相同，矩形窗口宽度与开孔套筒窗口宽度相同。
15.本发明的有益效果是：
16.本发明的套筒阀结构能够通过旋转手柄使阀杆进行旋转。使得阀杆上的通流窗口与开孔套筒上的通流窗口相对应。a-a为小流量窗口，b-b为大流量窗口。旋转阀杆至a-a窗口，a-a 窗口在阀杆开度变化时的面积增加率较小，能够进行较好的控制。阀杆通过较大的行程对通流进行调整。适合在小流量下进行使用，能够在长时间的低工况情况下运行。b-b窗口在阀杆开度变化时的面积增加率较大，不利于小工况时候的流量调节，在阀门全开时候的通流面积较大，适合在大流量工况下使用。
17.本发明给出的套筒阀结构能够在两种运行模式下进行运行，使得套筒阀在不同的凝水流量下能够通过转化运行模式的方法兼具较好的控制能力和较大的流量。使得该阀能够很好的适配船用汽轮机的使用特征。
附图说明
18.图1是传统套筒阀结构示意图；
19.图2是传统套筒阀内部流动方向；
20.其中：(a)流动方向示意，(b)套筒阀上的窗口；
21.图3是不同通流孔的特性；
22.图4是本发明的能够调整阀门行程—流量流动特性的阀门结构示意图；
23.图5是通流孔形状示意图；
24.其中：(i)开孔套筒，(ii)阀杆套筒部分；
25.图6是两种工作状态时开孔套筒和阀杆的相对位置示意图；
26.其中：a-a为小流量窗口，b-b为大流量窗口。
具体实施方式
27.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
28.如图4所示，本发明的能够调整阀门行程与流量流动特性的阀门结构，由执行器1、执行器支架2、连接块3、阀杆4、限位螺柱5、限位螺母6、阀体7、填料函8、出口法兰9、进口法兰10、开孔套筒11、底盖12组成。
29.执行器1通过执行器支架2坐于阀体7上。执行器1的输出杆通过连接块3与阀杆4相连。限位螺柱5种于连接块3上，并配合限位螺母6将连接块3限位在执行器支架2的一字孔中。执行器支架2共有四根c型支架组成，拆卸限位螺柱5与限位螺母6，能够旋转阀杆 90
°
，并利用限位螺柱5与限位螺母6将其重新固定。填料函8与压盖将阀内的工质与外界相互分离。进口法兰10与出口法兰9焊接于阀体7下部两侧，凝水能够通过进口法兰10与出口法兰9进出凝水。开孔套筒11位于阀体7下部内，凝水从进口法兰10进入阀体7后通过设置在开孔套筒11和阀杆4下部筒体结构上的通流孔进入开孔套筒11结构内部。凝水随后通过出口法兰9流出阀体7。
30.开孔套筒11通过热胀的方式装入阀体7，采用过盈配合的方式与阀体7连接。阀杆4从下方装入阀体7，进口法兰10、出口法兰9焊接于阀体7上。阀杆4通过连接块3与执行器 1连接。执行器1通过执行器支架2安装于阀体7上方。连接块3上安装限位螺柱5与限位螺母6用以调整阀杆4与开孔套筒11之间的相对位置。
31.开孔套筒11和阀杆4的下部筒体结构上均设有通流孔，其剖视图如图5的(i)和(ii) 所示。
32.其中开孔套筒11上每隔90
°
设置有一个窗口，共两类窗口，分别为顶角为角度较小的a 型窗口，顶角较大的b型窗口。两类窗口的高度相同。两种类型窗口之间间隔分别为90
°
。阀杆的下部筒体结构上设置有两个矩形窗口，矩形窗口高度与套筒窗口高度相同，矩形窗口宽度与套筒窗口宽度相同。
33.两种工作状态时开孔套筒和阀杆的相对位置，如图6中的a-a和b-b所示，其中：a-a为小流量窗口，b-b为大流量窗口。