專利名稱：核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種閥門，更確切的說是ー種把核電蒸汽的自身壓カ變作閥門開與關(guān)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)無活密封超輕型水冷卻的自壓自封閥門。
技術(shù)背景 人類對閥門的應(yīng)用已有幾百年的歷史了，一直沿用至今的主要有截止閥、閘閥、蝶閥和球閥等；而密封圈歷來就是任何ー種閥門必不可少的終身配件。特別是靜止的閥蓋和閥桿旋轉(zhuǎn)之間的縫隙密封(活密封)，以及密封于高溫高壓的各種閥門，其調(diào)整、更換密封圈就更為頻繁了。當(dāng)今世界雖然高新技術(shù)正在快速發(fā)展，卻也只是在密封圈的材質(zhì)方面進(jìn)行提升，而未曾在閥門設(shè)計(jì)方面實(shí)施排除使用密封圈或改善密封圈使用環(huán)境及減輕閥門開與關(guān)カ度的優(yōu)良方法。例如，ー個(gè)公稱通徑為IOOmm的截止閥，使用在公稱壓カ8Mpa的介質(zhì)中，其關(guān)閉的力量必須大于6280Kg，而采用本設(shè)計(jì)的方案，只需90Kg的啟動(dòng)力量即可。正是由于關(guān)閉的力度太大，才有了 2010年7月16日大連大獨(dú)山深港油庫管道爆炸燃燒時(shí)，需要幾十名青年男子進(jìn)行輪流操作才把油源的閥門關(guān)住，又如2011年3月，日本福島核能發(fā)電廠大型備用的發(fā)電機(jī)組被海嘯沖走，無大功率電源，打不開閥門加不進(jìn)水而眼睜睜地候著“生料棒”被燒裂導(dǎo)致核泄漏。如果利用本技術(shù)的快速閥門，只需一人輕松ー堤，即能快速關(guān)閉。當(dāng)今世界能源危機(jī)迫在眉睫，而核電的安全更引發(fā)爭議的焦點(diǎn)。于是，本技術(shù)的應(yīng)用，不但可以減少核電廠大筆的“加水”費(fèi)用，而且也可減少核電廠為之應(yīng)急而備的多組大型發(fā)電機(jī)組；更是對核電安全增添了一份可靠的保障。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供ー種把蒸汽的自身壓カ變作閥門開與關(guān)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)無活密封超輕型水冷卻的自壓自封閥門。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的解決方案是一種核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，它包括閥體，閥體中設(shè)有一號氣室、進(jìn)口和出口，閥瓣封在出口處，閥瓣中設(shè)有先導(dǎo)孔，內(nèi)襯筒套在閥蓋內(nèi)，內(nèi)襯筒和閥瓣之間有縫隙，內(nèi)襯筒內(nèi)形成二號氣室，閥蓋固定在閥體上，閥桿和開關(guān)導(dǎo)桿活配連接，開關(guān)導(dǎo)桿和閥桿芯子活配連接，閥桿和開關(guān)導(dǎo)桿和閥桿芯子都由封閉缸進(jìn)行密封，僅有閥桿尖塞頭暴露在先導(dǎo)孔之外，閥桿芯子中有芯子內(nèi)磁環(huán)。該閥門采取了全封閉的方式，即就是將閥蓋與閥桿之間的縫隙用封閉缸進(jìn)行封閉，改變動(dòng)密封為靜密封，或利用焊接的エ藝將冷卻缸底部與封閉缸實(shí)行固定焊接，使其永不泄漏(排除了活密封)。在內(nèi)外隔絕的狀況下，利用高磁釹鐵硼的吸力或電磁吸カ來牽引內(nèi)部閥桿動(dòng)作實(shí)施閥門的開與關(guān)。然而，磁鐵吸力僅幾十公斤而已，如何發(fā)揮幾百公斤甚至幾千公斤的作用，正是本案的重點(diǎn)創(chuàng)新之處。其方法是將閥門內(nèi)體分別設(shè)置兩個(gè)承壓氣室。一號氣室設(shè)置在閥瓣上部的周圍作為開啟閥瓣的動(dòng)力；又在閥瓣的下平面設(shè)置二號氣室，利用蒸汽的自身壓カ將閥瓣與出ロ壓緊關(guān)嚴(yán)(因出ロ處屬于零壓カ)。當(dāng)閥門需要開啟時(shí)，只要將二號氣室稍微降壓，一號氣室內(nèi)的壓カ立刻變?yōu)榇蜷_閥瓣的動(dòng)力。這樣，既實(shí)現(xiàn)了自壓自封、又達(dá)到了自壓開啟；不但重壓關(guān)嚴(yán)而且開啟容易。例如ー個(gè)公稱通徑為IOOmm的截止閥，使用在公稱壓カ8MPa的介質(zhì)中，其關(guān)閉的力量必須大于6280Kg，而采用本設(shè)計(jì)的方案，只需90Kg的啟動(dòng)力量即可，而封閉的カ度最高可達(dá)8000余公斤。其計(jì)算公式如下假設(shè)公稱通徑100mm，公稱壓カ8MPa,公稱通徑 100mm :50X50X3. 14X0. 8Kg = 6280Kg,閥門出口管外徑① 114mm 57X57X3. 14 = 10201 mm2X0. 8Kg = 8160Kg(最高封閉カ度)，10201mm2X2. I (BS)=21422. Imm2 (EHQSmm2), EQSNO 165. 2mm-0. 2mm= 165mm(FB①)，二號氣室與閥瓣縫隙面積51. 85mm2X2 (BS) = 103. 7mm2 (XDKmm2) ,XDO 11. 6mm 5. 8X5. 8X3. 14X0. 8Kg = 84. 5Kg，カロ之閥瓣的自重，可見啟動(dòng)力量僅需90Kg;再經(jīng)螺桿或齒輪的變數(shù)，實(shí)際啟動(dòng)カ度不及20Kg而已。為了排除核能的高溫對閥門執(zhí)行部件的損壞，該閥門還采取了倒裝和水冷卻的方式，即就是將冷卻缸和閥蓋由隔熱支撐管連接；冷卻缸上有冷卻水進(jìn)口和出口，冷卻缸內(nèi)有內(nèi)膽、儲油缸(潤滑油)、封油缸、開關(guān)導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上頭有內(nèi)螺紋與閥桿外螺紋活配，下頭置有長方形連接模塊與閥桿芯子連接；冷卻水在內(nèi)膽外圍循環(huán)。封閉缸固定在冷卻缸底部，封閉缸內(nèi)置有閥桿芯子，芯子外圍嵌有內(nèi)磁環(huán)。牽引缸罩住封閉缸，牽引缸的外磁環(huán)正好和閥桿芯子的內(nèi)磁環(huán)在同一水平線上，牽引缸外磁環(huán)的外圍再套封磁缸；牽引缸底部中心刻有方孔與控制螺桿相配，控制螺桿上置有開與關(guān)的限位開關(guān)，開關(guān)基座上刻有導(dǎo)槽由導(dǎo)桿控制著限位開關(guān)只能上下運(yùn)行，控制螺桿的另ー頭是動(dòng)カ連接點(diǎn)，由支撐缸底部的軸承定位，支撐缸上ロ由螺釘固定在冷卻缸底部，支撐缸開有邊門便于限位開關(guān)的調(diào)式和維修。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、閥體，2、進(jìn)ロ，3、一號氣室，4、先導(dǎo)孔，5、出口，6、閥桿尖塞頭，7、導(dǎo)汽室，8、閥瓣，9、閥桿，10、二號氣室，11、內(nèi)襯筒，12、閥蓋，13、固定螺釘，14、隔熱支撐管，15、循環(huán)水進(jìn)出ロ，16、冷卻缸，17、開關(guān)導(dǎo)桿，18、儲油缸，19、封油缸，20、冷卻缸內(nèi)膽，21、連接模塊，22、封閉缸固定螺，23、閥桿芯子，24、支撐缸固定螺，25、封閉缸，26、芯子內(nèi)磁環(huán)，27、牽引缸外磁環(huán)，28、封磁環(huán)、29、支撐缸，30牽引缸，31、支撐缸邊門，32、導(dǎo)槽，33、導(dǎo)桿，34、限位開關(guān)、35、控制螺桿，36軸承，37動(dòng)カ連接點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本實(shí)用新型再作描述。參見圖I，一種核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，它包括閥體1，閥體I中設(shè)有一號氣室3、進(jìn)ロ 2和出口 5，閥瓣8封在出口 5處，閥瓣8中設(shè)有先導(dǎo)孔4，內(nèi)襯筒11套在閥蓋12內(nèi)，內(nèi)襯筒11和閥瓣8之間有縫隙，內(nèi)襯筒11內(nèi)形成二號氣室10，閥蓋12由固定螺釘13固定在閥體I上，閥桿9和開關(guān)導(dǎo)桿17活配連接，開關(guān)導(dǎo)桿17和閥桿芯子23由連接模塊21活配連接，閥桿9和開關(guān)導(dǎo)桿17和閥桿芯子23都由封閉缸25進(jìn)行密封，僅有閥桿尖塞頭6暴露在先導(dǎo)孔4之外，閥桿芯子23中有芯子內(nèi)磁環(huán)26。[0014]參見圖1，所述的閥桿9通過隔熱支撐管14和開關(guān)導(dǎo)桿17的內(nèi)螺紋活配連接，冷卻缸16和隔熱支撐管14固定連接，冷卻缸16內(nèi)有內(nèi)膽20、儲油缸18、封油缸19、開關(guān)導(dǎo)桿17，開關(guān)導(dǎo)桿17的中心是閥桿9的運(yùn)行空間，開關(guān)導(dǎo)桿17的下部中心和閥桿芯子23的上部中間都刻有方孔，開關(guān)導(dǎo)桿17和閥桿芯子23由長方形的連接模塊21進(jìn)行活配連接，封閉缸25由封閉缸螺釘22固定在冷卻缸16的底部，封閉缸25內(nèi)置有閥桿芯子23，閥桿芯子23外圍嵌有芯子內(nèi)磁環(huán)26，牽引缸30罩住封閉缸25，牽引缸30的外圍嵌有牽引缸外磁環(huán)27，牽引缸外磁環(huán)27與芯子內(nèi)磁環(huán)26在同一水平線上，牽引缸外磁環(huán)27之外再套有封磁缸28，牽引缸30的底板中心刻有方孔與控制螺桿35相配，控制螺桿35上置有兩只限位開關(guān)34，分別控制開到位和關(guān)到位，兩只限位開關(guān)34的基座上刻有導(dǎo)槽32，導(dǎo)槽32中安有導(dǎo)桿33控制著限位開關(guān)34只能上下運(yùn)行，控制螺桿35的另ー頭是動(dòng)カ連接點(diǎn)37由軸承36固定，軸承36鑲嵌在支撐缸29的底部，支撐缸29由螺釘24固定在冷卻缸16的底部。參見圖1，所述的支撐缸29開有邊門31，便于限位開關(guān)34的調(diào)試和維修。參見圖1，由于本閥已排除了所有閥門其閥桿縫隙之間泄漏的通病，于是本閥采取 了倒裝的方法，避免高溫對執(zhí)行部件的損壞。參見圖1，所述的先導(dǎo)孔4上有導(dǎo)氣室7。參見圖1，所述的閥瓣8的出口面制成三角形，便于流量控制之用。參見圖1，所述的冷卻缸16上有循環(huán)水進(jìn)出ロ 15，循環(huán)水進(jìn)出ロ 15是執(zhí)行部件防止受熱的第二保障。參見圖1，所述的開關(guān)導(dǎo)桿17的中心空間和連接模塊21安置的方孔是隔絕的，避免螺紋縫隙的熱量流入封閉缸25損壞芯子內(nèi)磁環(huán)26。參見圖1，所述的儲油缸18，其中的油是提供給閥桿芯子23潤滑之用。所述的封油缸19，是以油輕水重的物理原理實(shí)施的。因?yàn)楸鹃y是倒裝的方式，在使用中，從隔熱支撐桿14上ロ直至封閉缸25的內(nèi)底都是長期積存著靜止的冷凝水。所述的冷卻缸內(nèi)膽20，其壁厚必須符合壓カ的要求。所述的閥桿芯子23包括芯子內(nèi)磁環(huán)26，兩者的整體都是由防腐蝕材料包裹著，防止磁鐵的損壞。所述的封磁環(huán)28，以確保磁性永不消逝。參見圖1，該閥的工作原理簡述如下閥瓣8封在出ロ 5處，當(dāng)壓カ蒸汽從進(jìn)ロ 2進(jìn)入一號氣室3，其中部分蒸汽從內(nèi)襯筒11和閥瓣8之間的縫隙中進(jìn)入到二號氣室10。由于閥桿9和閥蓋12之間的縫隙已被封閉缸25所封閉，于是快速形成二號氣室10和一號氣室3的壓カ等同；這時(shí)由于出口 5屬于零壓力，于是閥瓣8受二號氣室10的壓強(qiáng)將閥ロ封閉得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)。這就是在內(nèi)外隔絕(指閥桿9和開關(guān)導(dǎo)桿17、和冷卻缸16之間的縫隙被封閉缸25所封閉)的狀況下，實(shí)現(xiàn)自壓自封。壓強(qiáng)越高關(guān)得越嚴(yán)。閥門的開啟閥桿9和開關(guān)導(dǎo)桿17、閥桿芯子23的整體都設(shè)置在封閉缸25壓カ的蒸汽之中，僅就閥桿尖塞頭6暴露在先導(dǎo)孔4之外，由于先導(dǎo)孔4截面極小(約占閥門公稱流徑的I. 5% )，于是開啟的カ度極輕。開啟的動(dòng)カ來自動(dòng)カ連接點(diǎn)37帶動(dòng)牽引缸30在旋轉(zhuǎn)，由于芯子內(nèi)磁環(huán)26吸合的力量，使閥桿芯子23也在旋轉(zhuǎn)，閥桿9隨著螺紋在開關(guān)導(dǎo)桿17中心下降。當(dāng)閥桿尖塞頭6只要被下降0. 10毫米時(shí)，其周圍的壓力蒸汽從先導(dǎo)孔4迅速往出ロ 5沖泄，同時(shí)將閥桿尖塞頭6往下推，使先導(dǎo)孔4滿負(fù)荷排泄，這時(shí)二號氣室10內(nèi)的壓カ下降；當(dāng)二號氣室10的壓カ比一號氣室3的壓カ略低時(shí)，其閥瓣8自然被一號氣室3的壓カ往下頂，使螺紋負(fù)荷減輕，只起到限流作用。當(dāng)二號氣室10的空間變得越來越小，其蒸汽從先導(dǎo)孔4中被擠出；同時(shí)，先導(dǎo)孔4蒸汽排放的后沖カ也幫助著閥瓣8的下降。由此可見，不論所使用的蒸汽壓カ有多大，只要將二號氣室10的壓カ略降低于一號氣室3，其自然就被輕易打開。閥門的關(guān)閉(復(fù)原)由于內(nèi)磁環(huán)26和外磁環(huán)27的吸合力量，只要?jiǎng)恿c(diǎn)進(jìn)行倒轉(zhuǎn)使閥桿9往上升(因在壓カ同等級的狀況下，上升力度極輕)，使閥桿尖塞頭6彌合于先導(dǎo)孔4，隨著閥瓣8 繼續(xù)上升，二號氣室10的空間逐漸擴(kuò)大，而壓カ較高的蒸汽從閥瓣8和內(nèi)襯筒11的縫隙中不斷地向正在擴(kuò)大空間的二號氣室10內(nèi)填充；正由于這股力量的填充，使閥瓣8不會被一號氣室3的壓カ所反弾，更使閥桿9螺紋負(fù)荷減輕，這樣螺紋雖然反轉(zhuǎn)復(fù)位，實(shí)則g在控制流量慢速關(guān)閉；當(dāng)閥瓣8關(guān)到極點(diǎn)吋，因?yàn)槌謦?5的蒸汽壓カ逐漸在降低，而二號氣室10的壓カ逐漸在增高，于是關(guān)閉越來越嚴(yán)。實(shí)現(xiàn)了自壓自封。
權(quán)利要求1.一種核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是它包括閥體(1)，閥體(I)中設(shè)有一號氣室⑶、進(jìn)ロ⑵和出口(5)，閥瓣⑶封在出口(5)處，閥瓣⑶中設(shè)有先導(dǎo)孔(4)，內(nèi)襯筒(11)套在閥蓋(12)內(nèi)，內(nèi)襯筒(11)和閥瓣⑶之間有縫隙，內(nèi)襯筒(11)內(nèi)形成二號氣室(10)，閥蓋(12)由固定螺釘(13)固定在閥體(I)上，閥桿(9)和開關(guān)導(dǎo)桿(17)活配連接，開關(guān)導(dǎo)桿(17)和閥桿芯子(23)由連接模塊(21)活配連接，閥桿(9)和開關(guān)導(dǎo)桿(17)和閥桿芯子(23)都由封閉缸(25)進(jìn)行密封，僅有閥桿尖塞頭(6)暴露在先導(dǎo)孔⑷之外，閥桿芯子(23)中有芯子內(nèi)磁環(huán)(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是所述的閥桿(9)通過隔熱支撐管(14)和開關(guān)導(dǎo)桿(17)的內(nèi)螺紋活配連接，冷卻缸(16)和隔熱支撐管(14)固定連接，冷卻缸(16)內(nèi)有內(nèi)膽(20)、儲油缸(18)、封油缸(19)、開關(guān)導(dǎo)桿(17)，開關(guān)導(dǎo)桿(17)的中心是閥桿(9)的運(yùn)行空間，開關(guān)導(dǎo)桿(17)的下部中心和閥桿芯子(23)的上部中間都刻有方孔，開關(guān)導(dǎo)桿(17)和閥桿芯子(23)由長方形的連接模塊(21)進(jìn)行活配連接，封閉缸(25)由封閉缸螺釘(22)固定在冷卻缸(16)的底部，封閉缸(25)內(nèi)置有閥桿芯子(23),閥桿芯子(23)外圍嵌有芯子內(nèi)磁環(huán)(26),牽引缸(30)罩住封閉缸(25),牽引缸(30)的外圍嵌有牽引缸外磁環(huán)(27),牽引缸外磁環(huán)(27)與芯子內(nèi)磁環(huán)(26)在同一水平線上，牽引缸外磁環(huán)(27)之外再套有封磁缸(28)，牽引缸(30)的底板中心刻有方孔與控制螺桿(35)相配，控制螺桿(35)上置有兩只限位開關(guān)(34)，分別控制開到位和關(guān)到位，兩只限位開關(guān)(34)的基座上刻有導(dǎo)槽(32)，導(dǎo)槽(32)中安有導(dǎo)桿(33)控制著限位開關(guān)(34)只能上下運(yùn)行，控制螺桿(35)的另ー頭是動(dòng)カ連接點(diǎn)(37)由軸承(36)固定，軸承(36)鑲嵌在支撐缸(29)的底部，支撐缸(29)由螺釘(24)固定在冷卻缸(16)的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是所述的支撐缸(29)開有邊門(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是所述的先導(dǎo)孔⑷上有導(dǎo)氣室(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是所述的閥瓣(8)的出口面制成三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是所述的冷卻缸(16)上有循環(huán)水進(jìn)出ロ (15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，其特征是所述的開關(guān)導(dǎo)桿(17)的中心空間和連接模塊(21)安置的方孔是隔絕的。
專利摘要一種核電蒸汽超輕型水冷卻自壓自封閥門，它包括閥體，閥體中設(shè)有一號氣室、進(jìn)口和出口，閥瓣封在出口處，閥瓣中設(shè)有先導(dǎo)孔，內(nèi)襯筒套在閥蓋內(nèi)，內(nèi)襯筒和閥瓣之間有縫隙，內(nèi)襯筒內(nèi)形成二號氣室，閥蓋固定在閥體上，閥桿和開關(guān)導(dǎo)桿活配連接，開關(guān)導(dǎo)桿和閥桿芯子活配連接，閥桿和開關(guān)導(dǎo)桿和閥桿芯子都由封閉缸進(jìn)行密封，僅有閥桿尖塞頭暴露在先導(dǎo)孔之外，閥桿芯子中有芯子內(nèi)磁環(huán)。它把蒸汽的自身壓力變作閥門開與關(guān)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)無活密封超輕型水冷卻。
文檔編號F16K49/00GK202392129SQ20122002398
公開日2012年8月22日 申請日期2012年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月3日
發(fā)明者陳光煥 申請人:陳光煥