防残留的新型光热发电熔盐阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防残留的新型光热发电熔盐阀，为Y型阀门，包括阀体、阀杆、支架、手轮、介质进口通道和介质出口通道；阀体与支架一体成型，整体锻造；阀体内设有阀杆腔，阀杆延伸至阀杆腔内，阀杆上嵌套有波纹管，波纹管位于阀杆腔中；位于波纹管上方设有填料盒，填料盒嵌套于阀杆上，内放置有填料环，填料环通过其上方的填料压盖压紧，填料压盖通过螺栓与阀体连接；介质进口通道与水平面的角度α取值范围为10～20℃，介质出口通道与水平面的角度β取值范围为10～20℃。本发明提供的熔盐阀结构简单、密封性好、操作便捷，工作时无泄漏、安全可靠、使用寿命更长，且在熔盐系统停止运行时，不会因冷熔盐在阀门内存留、固化，而造成阀门堵塞。
【专利说明】
防残留的新型光热发电熔盐阀
技术领域
[0001]本发明涉及高温熔盐热利用领域，特别涉及一种防残留的新型光热发电熔盐阀。
【背景技术】
[0002]熔盐作为一种高热容量的传热储热介质，已受到广泛的关注，其作为一种性能较好的传热介质，工作温度可达560摄氏度是传统的碳氢化合物和导热油等传热介质所无法相比的。熔熔盐是一种成本低、寿命长、换热性能好的高温(大于500°C)、高热通量(大于105W/m2)和低压(<2bar)传热介质，这就使得其在工业应用上有很大的优势。研究表明，运用高温硝酸熔盐发电可以使太阳能电站操作温度提高到450?600°C，这样就使得蒸汽汽轮机发电效率提高到40%。此外，运用熔熔盐也可以使储热效率提高2.5倍，从而减小蓄热容器的体积。
[0003]实际操作过程中，熔盐工作温度控制在450?596°C之间，最大压力为40bar，熔盐流动速度约为44?50kg/秒，导致熔盐管道上的阀门质量无疑会影响到整个系统的安全可靠性。因此，熔盐管道中常需要通过耐高温、耐腐蚀的熔盐阀进行控制;但是，现有技术中，由于这类阀门在停止使用后，由于用于光热发电熔岩熔点比较高，大约在230°C左右，熔盐阀内的死角会产生熔盐残留，如若残留的熔盐不能及时排出，熔融态的硝酸盐会迅速结晶，附着在熔盐阀的死角处，使得存在冷熔盐易在阀门上结晶，造成阀门堵塞、不便捷的问题；再者，生产过程中，由于控制的工艺系统温度和压力太高，使得阀门存在密封性较差，阀门容易泄露的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、密封性好、防残留的新型光热发电熔盐阀，以解决用于光热发电熔盐高熔点易在阀门内结晶，造成阀门堵塞、操作不便捷、易泄露的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:
[0006]—种防残留的新型光热发电熔盐阀，为Y型阀门，包括阀体、阀杆、支架、手轮、介质进口通道和介质出口通道；阀体与支架一体成型，整体锻造；阀体内设有阀杆腔，阀杆延伸至阀杆腔内，阀杆上嵌套有波纹管，波纹管位于阀杆腔中；位于波纹管上方设有中心同轴的填料盒，填料盒嵌套于阀杆上，内放置有填料环，填料环通过其上方的填料压盖压紧，填料压盖通过螺栓与阀体连接;介质进口通道与水平面的角度α取值范围为10?20°C，介质出口通道与水平面的角度β取值范围为10?20°C。
[0007]作为进一步的技术方案，阀杆与水平面的角度γ取值范围为50?65°C。
[0008]作为进一步的技术方案，介质进口通道和介质出口通道为低流阻流线型；介质进口管道靠近阀座一端设有过渡通道，过渡通道弯折处呈弧形面。
[0009]作为进一步的技术方案，阀体内位于阀杆腔底部设有阀座，阀座上设有环形上斜面，阀杆底端固定连接有阀瓣，阀瓣上设有与阀座的环形上斜面对应贴合的环形下斜面。
[0010]作为进一步的技术方案，环形上斜面和环形下斜面上设有硬质合金层。
[0011]作为进一步的技术方案，填料盒下部位于阀体内侧，与阀体密封焊接，填料盒上部位于填料压盖内；填料环顶端设有密封衬套，密封衬套与填料压盖抵触，填料环底端设有密封垫圈。
[0012]作为进一步的技术方案，波纹管顶端与填料盒密封焊接，其底端与阀杆底端密封焊接。
[0013]作为进一步的技术方案，阀杆通过对开导向板连接传动杆，传动杆的上部通过阀杆螺母与手轮连接，对开导向板与固定杆连接，固定杆两端固定于阀体上。
[0014]作为进一步的技术方案，阀体上设置有轭架衬套及止推轴承，阀杆螺母固定于阀体上，轭架衬套嵌套于阀杆螺母和阀体之间，以压紧阀杆螺母，止推轴承设于轭架衬套的下端、且位于轭架衬套和阀杆螺母之间。
[0015]作为进一步的技术方案，阀体上设有油嘴，油嘴与阀杆螺母连通;轭架衬套和阀体之间设有止动垫圈。
[0016]采用上述技术方案，由于阀体与支架一体成型，整体锻造，没有切割的焊接，在熔盐高温气化渗透力很强的情况下，大大避免了阀门存在的缝隙砂眼等缺陷而加速介质腐蚀的发生，简化了产品结构，方便维护人员检修。
[0017]由于阀杆上嵌套有波纹管，位于波纹管上方设有中心同轴的填料盒，填料盒嵌套于阀杆上，内放置有填料环，填料环通过其上方的填料压盖压紧，填料压盖通过螺栓与阀体连接，使得在波纹管与填料盒内填料环的双重密封作用下，防止了介质在阀杆上出现泄漏，保证了操作的安全性。
[0018]由于介质进口通道与水平面的角度α取值范围为10?20°C，介质出口通道与水平面的角度β取值范围为10?20°C，使得阀门具有很高的流量系数，可以最大限度减小阀门内阻力降，有效降低对阀门的冲刷磨损，无沉淀介质，从而实现小流阻，快速启闭，自排泄。
[0019]本发明结构简单、密封性好、操作便捷，工作时无泄漏、安全可靠、使用寿命更长，并且在熔盐系统停止运行时，不会因冷熔盐在阀门内存留、固化，而造成阀门堵塞。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的一种防残留的新型光热发电熔盐阀的结构示意图；
[0021]图2为图1中阀体底部结构不意图；
[0022]图3为图1中填料盒结构示意图。
[0023]图中，1-阀体，2-阀杆，3-支架，4-手轮，5-介质进口通道，6_介质出口通道，7_阀杆腔，8-阀座，9-阀瓣，10-波纹管，11-环形上斜面，12-环形下斜面，13-硬质合金层，14-填料盒，15-填料环，16-填料压盖，17-弹性O型圈，18-密封衬套，19-密封垫圈，20-，对开导向板21-传动杆，22-固定杆，23-阀杆螺母，24-轭架衬套，25-止推轴承。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]如图1所示，本发明的一种防残留的新型光热发电熔盐阀，为Y型阀门，包括阀体1、阀杆2、支架3、手轮4、介质进口通道5和介质出口通道6;阀体I与支架3—体成型，并且支架3的设置数量可依据阀门的型号大小来设置;阀体I内设有阀杆腔7，位于阀杆腔7底部设有阀座8，阀杆2底端固定连接有阀瓣9，阀体1、阀座8及阀瓣9整体锻造，没有切割的焊接，熔盐高温气化渗透力很强，阀体I与支架3采用高性能铸造一体成型，大大避免了阀门存在的缝隙砂眼等缺陷而加速介质腐蚀的发生。
[0026]阀体1、阀杆2与支架3均采用轴承钢或奥氏体铬镍不锈钢材质制成，本发明优选为310S不锈钢，310S不锈钢因为含有较高百分比的铬和镍，使得拥有好得多蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性。因镍、铬含量高，使得其具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能。
[0027]阀杆2延伸至阀杆腔7内，阀杆腔7与介质进口通道5和介质出口通道6均连通，介质进口管道靠近阀座8—端设有一小段的过渡通道，过渡通道弯折处呈弧形面；由于熔盐系统停止运行时，熔盐系统的全部融熔盐排入冷熔盐储罐，所以阀门设计上就得使之不至于有熔盐滞留，防止冷熔盐在阀门上固化;在阀门的结构上，流通能力尽量设计到最大，本发明将介质进口通道5和介质出口通道6为低流阻流线型，并且在低于水平面下均设置了一定倾角，防止阀门因结构的原因存在死角，以保证熔盐系统停止运行时，不会因冷熔盐在阀门内存留，而堵塞阀门，介质进口通道5与水平面的角度α取值范围为10?20°C，介质出口通道6与水平面的角度β取值范围为1?20 °C，优选的α取值为15 °C，β取值为15 °C。
[0028]由于常规的Y型阀中的阀杆2倾角为45°C，当熔盐系统停止运行时，熔盐在流动的过程中，仍会有部分残留在波纹管10上，为此，增大了阀杆2的倾角，即阀杆2与水平面的角度γ取值范围为50?65°C，优选的γ取值为60°C，使得波纹管10与阀体I之间的缝隙不会因为存有介质凝固导致波纹管10损坏，当然增大阀杆2倾角的同时，流通能力随之增大，驱动阀杆2所需的转动力随之减小。
[0029]通过对介质进口通道5、介质出口通道6和阀杆2的设计，具有很高的流量系数，可以最大限度减小阀门内阻力降，有效降低对阀门的冲刷磨损，无沉淀介质，从而实现小流阻，快速启闭，自排泄。
[0030]阀座8上设有环形上斜面11，小口向下，阀瓣9上设有与阀座8的环形上斜面11对应贴合的环形下斜面12，小口向下，环形上斜面11和环形下斜面12上设有硬质合金层13，硬质合金具有柔韧性及耐冲击能力强的特点，当阀瓣9和阀体I的硬质合金层13接触时，可将粘在硬质合金层13上的易结晶介质碾碎后被高速流体压力带走，减少了介质的冲刷磨损，保证了阀门的长期密封效果，有效延长了阀门的寿用寿命。
[0031]为保证阀体I内的密封性能，在阀杆2上嵌套有波纹管10，波纹管10位于阀体I的阀杆腔7中；如图2所示，位于波纹管10上方设有中心同轴的填料盒14，填料盒14嵌套于阀杆2上，内放置有填料环15，填料环15通过其上方的填料压盖16压紧，并设有弹性O型圈17，以减轻填料压盖16通过螺栓与阀体I连接;填料盒14下部位于阀体I内侧，与阀体I密封焊接，填料盒14上部位于填料压盖16内；填料环15顶端设有密封衬套18，密封衬套18与填料压盖16抵触，填料环15底端设有密封垫圈19，波纹管10顶端与填料盒14密封焊接，其底端与阀杆2底端密封焊接；由于波纹管10与填料盒14内填料环15的双重密封作用，防止了介质在阀杆2上出现泄漏，保证了操作的安全性。
[0032]阀杆2通过对开导向板20连接传动杆21，传动杆21的上部通过阀杆螺母23与手轮4连接，阀杆螺母23的内壁设有内螺纹，传动杆21上设有与内螺纹相适应的外螺纹，对开导向板20与固定杆22连接，固定杆22两端固定于阀体I上;在阀杆2开启、关闭时，开导向板使阀杆24只做上、下运动，而不进行旋转运动，阀杆2的线性导向，防止了波纹管10旋转，阀杆2不会擦伤或弯曲，保证阀瓣9与阀座8对准和防止在阀杆2上产生侧面推力;不会施压于填料环15，防止扭力导致填料损害，扭矩低，阀杆2不会擦伤，确保波纹管10有较长使用寿命。
[0033]阀体I上设置有轭架衬套24及止推轴承25，阀杆螺母23固定于阀体I上，轭架衬套24嵌套于阀杆螺母23和阀体I之间，以压紧阀杆螺母23，止推轴承25设于轭架衬套24的下端、且位于轭架衬套24和阀杆螺母23之间；阀体I上设有油嘴，油嘴与阀杆螺母23连通，方便上油;为防止轭架衬套24与阀体I发生相对运动，轭架衬套24和阀体I之间设有止动垫圈。
[0034]工作原理为:
[0035]当熔盐系统正常运行，需要开启阀门时，旋转手轮4，以带动阀杆螺母23旋转，由于阀杆螺母23的内螺纹和传动杆21的外螺纹之间的齿合关系，使得阀杆2上的阀瓣9沿阀座8的中心线做向上的直线运动，从而使阀门处于开启状态；当熔盐系统停止运行，需要关闭阀门时，向另一个方向旋转手轮4，以带动阀杆螺母23旋转，由于阀杆螺母23的内螺纹和传动杆21的外螺纹之间的齿合关系，使得阀杆2上的阀瓣9沿阀座8的中心线做向下的直线运动，从而使阀门处于截止状态，同时，介质进口通道5和介质出口通道6内的熔盐介质自然流出阀门，阀门内无熔盐的残留。
[0036]以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种防残留的新型光热发电熔盐阀，为Y型阀门，其特征在于，包括阀体、阀杆、支架、手轮、介质进口通道和介质出口通道;所述阀体与所述支架一体成型，整体锻造;所述阀体内设有阀杆腔，所述阀杆延伸至所述阀杆腔内，所述阀杆上嵌套有波纹管，所述波纹管位于所述阀杆腔中；位于所述波纹管上方设有中心同轴的填料盒，所述填料盒嵌套于所述阀杆上，内放置有填料环，所述填料环通过其上方的填料压盖压紧，所述填料压盖通过螺栓与所述阀体连接;所述介质进口通道与水平面的角度α取值范围为10?20°C，所述介质出口通道与水平面的角度β取值范围为10?20°C。2.根据权利要求1所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述阀杆与水平面的角度γ取值范围为50?65°C。3.根据权利要求2所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述介质进口通道和所述介质出口通道为低流阻流线型;所述介质进口管道靠近所述阀座一端设有过渡通道，所述过渡通道弯折处呈弧形面。4.根据权利要求1所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述阀体内位于所述阀杆腔底部设有阀座，所述阀座上设有环形上斜面，所述阀杆底端固定连接有阀瓣，所述阀瓣上设有与所述阀座的环形上斜面对应贴合的环形下斜面。5.根据权利要求4所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述环形上斜面和所述环形下斜面上设有硬质合金层。6.根据权利要求1所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述填料盒下部位于所述阀体内侧，与所述阀体密封焊接，所述填料盒上部位于所述填料压盖内；所述填料环顶端设有密封衬套，所述密封衬套与所述填料压盖抵触，所述填料环底端设有密封垫圈。7.根据权利要求6所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述波纹管顶端与所述填料盒密封焊接，其底端与所述阀杆底端密封焊接。8.根据权利要求1所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述阀杆通过对开导向板连接传动杆，所述传动杆的上部通过阀杆螺母与所述手轮连接，所述对开导向板与固定杆连接，所述固定杆两端固定于所述阀体上。9.根据权利要求8所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述阀体上设置有轭架衬套及止推轴承，所述阀杆螺母固定于所述阀体上，所述轭架衬套嵌套于所述阀杆螺母和所述阀体之间，以压紧所述阀杆螺母，所述止推轴承设于所述轭架衬套的下端、且位于所述轭架衬套和所述阀杆螺母之间。10.根据权利要求9所述的防残留的新型光热发电熔盐阀，其特征在于，所述阀体上设有油嘴，所述油嘴与所述阀杆螺母连通;所述轭架衬套和所述阀体之间设有止动垫圈。
【文档编号】F16K41/10GK106051175SQ201610394218
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】陈金环, 陈国栋
【申请人】陈金环