防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，為Y型閥門，包括閥體、閥桿、支架、手輪、介質(zhì)進(jìn)口通道和介質(zhì)出口通道；閥體與支架一體成型，整體鍛造；閥體內(nèi)設(shè)有閥桿腔，閥桿延伸至閥桿腔內(nèi)，閥桿上嵌套有波紋管，波紋管位于閥桿腔中；位于波紋管上方設(shè)有填料盒，填料盒嵌套于閥桿上，內(nèi)放置有填料環(huán)，填料環(huán)通過(guò)其上方的填料壓蓋壓緊，填料壓蓋通過(guò)螺栓與閥體連接；介質(zhì)進(jìn)口通道與水平面的角度α取值范圍為10～20℃，介質(zhì)出口通道與水平面的角度β取值范圍為10～20℃。本發(fā)明提供的熔鹽閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、操作便捷，工作時(shí)無(wú)泄漏、安全可靠、使用壽命更長(zhǎng)，且在熔鹽系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因冷熔鹽在閥門內(nèi)存留、固化，而造成閥門堵塞。
【專利說(shuō)明】
防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高溫熔鹽熱利用領(lǐng)域，特別涉及一種防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥。
【背景技術(shù)】
[0002]熔鹽作為一種高熱容量的傳熱儲(chǔ)熱介質(zhì)，已受到廣泛的關(guān)注，其作為一種性能較好的傳熱介質(zhì)，工作溫度可達(dá)560攝氏度是傳統(tǒng)的碳?xì)浠衔锖蛯?dǎo)熱油等傳熱介質(zhì)所無(wú)法相比的。熔熔鹽是一種成本低、壽命長(zhǎng)、換熱性能好的高溫(大于500°C)、高熱通量(大于105W/m2)和低壓(<2bar)傳熱介質(zhì)，這就使得其在工業(yè)應(yīng)用上有很大的優(yōu)勢(shì)。研究表明，運(yùn)用高溫硝酸熔鹽發(fā)電可以使太陽(yáng)能電站操作溫度提高到450?600°C，這樣就使得蒸汽汽輪機(jī)發(fā)電效率提高到40%。此外，運(yùn)用熔熔鹽也可以使儲(chǔ)熱效率提高2.5倍，從而減小蓄熱容器的體積。
[0003]實(shí)際操作過(guò)程中，熔鹽工作溫度控制在450?596°C之間，最大壓力為40bar，熔鹽流動(dòng)速度約為44?50kg/秒，導(dǎo)致熔鹽管道上的閥門質(zhì)量無(wú)疑會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。因此，熔鹽管道中常需要通過(guò)耐高溫、耐腐蝕的熔鹽閥進(jìn)行控制;但是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于這類閥門在停止使用后，由于用于光熱發(fā)電熔巖熔點(diǎn)比較高，大約在230°C左右，熔鹽閥內(nèi)的死角會(huì)產(chǎn)生熔鹽殘留，如若殘留的熔鹽不能及時(shí)排出，熔融態(tài)的硝酸鹽會(huì)迅速結(jié)晶，附著在熔鹽閥的死角處，使得存在冷熔鹽易在閥門上結(jié)晶，造成閥門堵塞、不便捷的問(wèn)題；再者，生產(chǎn)過(guò)程中，由于控制的工藝系統(tǒng)溫度和壓力太高，使得閥門存在密封性較差，閥門容易泄露的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，以解決用于光熱發(fā)電熔鹽高熔點(diǎn)易在閥門內(nèi)結(jié)晶，造成閥門堵塞、操作不便捷、易泄露的問(wèn)題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，為Y型閥門，包括閥體、閥桿、支架、手輪、介質(zhì)進(jìn)口通道和介質(zhì)出口通道；閥體與支架一體成型，整體鍛造；閥體內(nèi)設(shè)有閥桿腔，閥桿延伸至閥桿腔內(nèi)，閥桿上嵌套有波紋管，波紋管位于閥桿腔中；位于波紋管上方設(shè)有中心同軸的填料盒，填料盒嵌套于閥桿上，內(nèi)放置有填料環(huán)，填料環(huán)通過(guò)其上方的填料壓蓋壓緊，填料壓蓋通過(guò)螺栓與閥體連接;介質(zhì)進(jìn)口通道與水平面的角度α取值范圍為10?20°C，介質(zhì)出口通道與水平面的角度β取值范圍為10?20°C。
[0007]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，閥桿與水平面的角度γ取值范圍為50?65°C。
[0008]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，介質(zhì)進(jìn)口通道和介質(zhì)出口通道為低流阻流線型；介質(zhì)進(jìn)口管道靠近閥座一端設(shè)有過(guò)渡通道，過(guò)渡通道彎折處呈弧形面。
[0009]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，閥體內(nèi)位于閥桿腔底部設(shè)有閥座，閥座上設(shè)有環(huán)形上斜面，閥桿底端固定連接有閥瓣，閥瓣上設(shè)有與閥座的環(huán)形上斜面對(duì)應(yīng)貼合的環(huán)形下斜面。
[0010]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，環(huán)形上斜面和環(huán)形下斜面上設(shè)有硬質(zhì)合金層。
[0011]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，填料盒下部位于閥體內(nèi)側(cè)，與閥體密封焊接，填料盒上部位于填料壓蓋內(nèi)；填料環(huán)頂端設(shè)有密封襯套，密封襯套與填料壓蓋抵觸，填料環(huán)底端設(shè)有密封墊圈。
[0012]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，波紋管頂端與填料盒密封焊接，其底端與閥桿底端密封焊接。
[0013]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，閥桿通過(guò)對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板連接傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿的上部通過(guò)閥桿螺母與手輪連接，對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板與固定桿連接，固定桿兩端固定于閥體上。
[0014]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，閥體上設(shè)置有軛架襯套及止推軸承，閥桿螺母固定于閥體上，軛架襯套嵌套于閥桿螺母和閥體之間，以壓緊閥桿螺母，止推軸承設(shè)于軛架襯套的下端、且位于軛架襯套和閥桿螺母之間。
[0015]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，閥體上設(shè)有油嘴，油嘴與閥桿螺母連通;軛架襯套和閥體之間設(shè)有止動(dòng)墊圈。
[0016]采用上述技術(shù)方案，由于閥體與支架一體成型，整體鍛造，沒(méi)有切割的焊接，在熔鹽高溫氣化滲透力很強(qiáng)的情況下，大大避免了閥門存在的縫隙砂眼等缺陷而加速介質(zhì)腐蝕的發(fā)生，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，方便維護(hù)人員檢修。
[0017]由于閥桿上嵌套有波紋管，位于波紋管上方設(shè)有中心同軸的填料盒，填料盒嵌套于閥桿上，內(nèi)放置有填料環(huán)，填料環(huán)通過(guò)其上方的填料壓蓋壓緊，填料壓蓋通過(guò)螺栓與閥體連接，使得在波紋管與填料盒內(nèi)填料環(huán)的雙重密封作用下，防止了介質(zhì)在閥桿上出現(xiàn)泄漏，保證了操作的安全性。
[0018]由于介質(zhì)進(jìn)口通道與水平面的角度α取值范圍為10?20°C，介質(zhì)出口通道與水平面的角度β取值范圍為10?20°C，使得閥門具有很高的流量系數(shù)，可以最大限度減小閥門內(nèi)阻力降，有效降低對(duì)閥門的沖刷磨損，無(wú)沉淀介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)小流阻，快速啟閉，自排泄。
[0019]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、操作便捷，工作時(shí)無(wú)泄漏、安全可靠、使用壽命更長(zhǎng)，并且在熔鹽系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因冷熔鹽在閥門內(nèi)存留、固化，而造成閥門堵塞。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一種防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為圖1中閥體底部結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖3為圖1中填料盒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，1-閥體，2-閥桿，3-支架，4-手輪，5-介質(zhì)進(jìn)口通道，6_介質(zhì)出口通道，7_閥桿腔，8-閥座，9-閥瓣，10-波紋管，11-環(huán)形上斜面，12-環(huán)形下斜面，13-硬質(zhì)合金層，14-填料盒，15-填料環(huán)，16-填料壓蓋，17-彈性O(shè)型圈，18-密封襯套，19-密封墊圈，20-，對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板21-傳動(dòng)桿，22-固定桿，23-閥桿螺母，24-軛架襯套，25-止推軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的一種防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，為Y型閥門，包括閥體1、閥桿2、支架3、手輪4、介質(zhì)進(jìn)口通道5和介質(zhì)出口通道6;閥體I與支架3—體成型，并且支架3的設(shè)置數(shù)量可依據(jù)閥門的型號(hào)大小來(lái)設(shè)置;閥體I內(nèi)設(shè)有閥桿腔7，位于閥桿腔7底部設(shè)有閥座8，閥桿2底端固定連接有閥瓣9，閥體1、閥座8及閥瓣9整體鍛造，沒(méi)有切割的焊接，熔鹽高溫氣化滲透力很強(qiáng)，閥體I與支架3采用高性能鑄造一體成型，大大避免了閥門存在的縫隙砂眼等缺陷而加速介質(zhì)腐蝕的發(fā)生。
[0026]閥體1、閥桿2與支架3均采用軸承鋼或奧氏體鉻鎳不銹鋼材質(zhì)制成，本發(fā)明優(yōu)選為310S不銹鋼，310S不銹鋼因?yàn)楹休^高百分比的鉻和鎳，使得擁有好得多蠕變強(qiáng)度，在高溫下能持續(xù)作業(yè)，具有良好的耐高溫性。因鎳、鉻含量高，使得其具有良好耐氧化、耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫性能。
[0027]閥桿2延伸至閥桿腔7內(nèi)，閥桿腔7與介質(zhì)進(jìn)口通道5和介質(zhì)出口通道6均連通，介質(zhì)進(jìn)口管道靠近閥座8—端設(shè)有一小段的過(guò)渡通道，過(guò)渡通道彎折處呈弧形面；由于熔鹽系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，熔鹽系統(tǒng)的全部融熔鹽排入冷熔鹽儲(chǔ)罐，所以閥門設(shè)計(jì)上就得使之不至于有熔鹽滯留，防止冷熔鹽在閥門上固化;在閥門的結(jié)構(gòu)上，流通能力盡量設(shè)計(jì)到最大，本發(fā)明將介質(zhì)進(jìn)口通道5和介質(zhì)出口通道6為低流阻流線型，并且在低于水平面下均設(shè)置了一定傾角，防止閥門因結(jié)構(gòu)的原因存在死角，以保證熔鹽系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因冷熔鹽在閥門內(nèi)存留，而堵塞閥門，介質(zhì)進(jìn)口通道5與水平面的角度α取值范圍為10?20°C，介質(zhì)出口通道6與水平面的角度β取值范圍為1?20 °C，優(yōu)選的α取值為15 °C，β取值為15 °C。
[0028]由于常規(guī)的Y型閥中的閥桿2傾角為45°C，當(dāng)熔鹽系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，熔鹽在流動(dòng)的過(guò)程中，仍會(huì)有部分殘留在波紋管10上，為此，增大了閥桿2的傾角，即閥桿2與水平面的角度γ取值范圍為50?65°C，優(yōu)選的γ取值為60°C，使得波紋管10與閥體I之間的縫隙不會(huì)因?yàn)榇嬗薪橘|(zhì)凝固導(dǎo)致波紋管10損壞，當(dāng)然增大閥桿2傾角的同時(shí)，流通能力隨之增大，驅(qū)動(dòng)閥桿2所需的轉(zhuǎn)動(dòng)力隨之減小。
[0029]通過(guò)對(duì)介質(zhì)進(jìn)口通道5、介質(zhì)出口通道6和閥桿2的設(shè)計(jì)，具有很高的流量系數(shù)，可以最大限度減小閥門內(nèi)阻力降，有效降低對(duì)閥門的沖刷磨損，無(wú)沉淀介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)小流阻，快速啟閉，自排泄。
[0030]閥座8上設(shè)有環(huán)形上斜面11，小口向下，閥瓣9上設(shè)有與閥座8的環(huán)形上斜面11對(duì)應(yīng)貼合的環(huán)形下斜面12，小口向下，環(huán)形上斜面11和環(huán)形下斜面12上設(shè)有硬質(zhì)合金層13，硬質(zhì)合金具有柔韌性及耐沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，當(dāng)閥瓣9和閥體I的硬質(zhì)合金層13接觸時(shí)，可將粘在硬質(zhì)合金層13上的易結(jié)晶介質(zhì)碾碎后被高速流體壓力帶走，減少了介質(zhì)的沖刷磨損，保證了閥門的長(zhǎng)期密封效果，有效延長(zhǎng)了閥門的壽用壽命。
[0031]為保證閥體I內(nèi)的密封性能，在閥桿2上嵌套有波紋管10，波紋管10位于閥體I的閥桿腔7中；如圖2所示，位于波紋管10上方設(shè)有中心同軸的填料盒14，填料盒14嵌套于閥桿2上，內(nèi)放置有填料環(huán)15，填料環(huán)15通過(guò)其上方的填料壓蓋16壓緊，并設(shè)有彈性O(shè)型圈17，以減輕填料壓蓋16通過(guò)螺栓與閥體I連接;填料盒14下部位于閥體I內(nèi)側(cè)，與閥體I密封焊接，填料盒14上部位于填料壓蓋16內(nèi)；填料環(huán)15頂端設(shè)有密封襯套18，密封襯套18與填料壓蓋16抵觸，填料環(huán)15底端設(shè)有密封墊圈19，波紋管10頂端與填料盒14密封焊接，其底端與閥桿2底端密封焊接；由于波紋管10與填料盒14內(nèi)填料環(huán)15的雙重密封作用，防止了介質(zhì)在閥桿2上出現(xiàn)泄漏，保證了操作的安全性。
[0032]閥桿2通過(guò)對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板20連接傳動(dòng)桿21，傳動(dòng)桿21的上部通過(guò)閥桿螺母23與手輪4連接，閥桿螺母23的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，傳動(dòng)桿21上設(shè)有與內(nèi)螺紋相適應(yīng)的外螺紋，對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板20與固定桿22連接，固定桿22兩端固定于閥體I上;在閥桿2開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)，開(kāi)導(dǎo)向板使閥桿24只做上、下運(yùn)動(dòng)，而不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，閥桿2的線性導(dǎo)向，防止了波紋管10旋轉(zhuǎn)，閥桿2不會(huì)擦傷或彎曲，保證閥瓣9與閥座8對(duì)準(zhǔn)和防止在閥桿2上產(chǎn)生側(cè)面推力;不會(huì)施壓于填料環(huán)15，防止扭力導(dǎo)致填料損害，扭矩低，閥桿2不會(huì)擦傷，確保波紋管10有較長(zhǎng)使用壽命。
[0033]閥體I上設(shè)置有軛架襯套24及止推軸承25，閥桿螺母23固定于閥體I上，軛架襯套24嵌套于閥桿螺母23和閥體I之間，以壓緊閥桿螺母23，止推軸承25設(shè)于軛架襯套24的下端、且位于軛架襯套24和閥桿螺母23之間；閥體I上設(shè)有油嘴，油嘴與閥桿螺母23連通，方便上油;為防止軛架襯套24與閥體I發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軛架襯套24和閥體I之間設(shè)有止動(dòng)墊圈。
[0034]工作原理為:
[0035]當(dāng)熔鹽系統(tǒng)正常運(yùn)行，需要開(kāi)啟閥門時(shí)，旋轉(zhuǎn)手輪4，以帶動(dòng)閥桿螺母23旋轉(zhuǎn)，由于閥桿螺母23的內(nèi)螺紋和傳動(dòng)桿21的外螺紋之間的齒合關(guān)系，使得閥桿2上的閥瓣9沿閥座8的中心線做向上的直線運(yùn)動(dòng)，從而使閥門處于開(kāi)啟狀態(tài)；當(dāng)熔鹽系統(tǒng)停止運(yùn)行，需要關(guān)閉閥門時(shí)，向另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)手輪4，以帶動(dòng)閥桿螺母23旋轉(zhuǎn)，由于閥桿螺母23的內(nèi)螺紋和傳動(dòng)桿21的外螺紋之間的齒合關(guān)系，使得閥桿2上的閥瓣9沿閥座8的中心線做向下的直線運(yùn)動(dòng)，從而使閥門處于截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)，介質(zhì)進(jìn)口通道5和介質(zhì)出口通道6內(nèi)的熔鹽介質(zhì)自然流出閥門，閥門內(nèi)無(wú)熔鹽的殘留。
[0036]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，為Y型閥門，其特征在于，包括閥體、閥桿、支架、手輪、介質(zhì)進(jìn)口通道和介質(zhì)出口通道;所述閥體與所述支架一體成型，整體鍛造;所述閥體內(nèi)設(shè)有閥桿腔，所述閥桿延伸至所述閥桿腔內(nèi)，所述閥桿上嵌套有波紋管，所述波紋管位于所述閥桿腔中；位于所述波紋管上方設(shè)有中心同軸的填料盒，所述填料盒嵌套于所述閥桿上，內(nèi)放置有填料環(huán)，所述填料環(huán)通過(guò)其上方的填料壓蓋壓緊，所述填料壓蓋通過(guò)螺栓與所述閥體連接;所述介質(zhì)進(jìn)口通道與水平面的角度α取值范圍為10?20°C，所述介質(zhì)出口通道與水平面的角度β取值范圍為10?20°C。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述閥桿與水平面的角度γ取值范圍為50?65°C。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述介質(zhì)進(jìn)口通道和所述介質(zhì)出口通道為低流阻流線型;所述介質(zhì)進(jìn)口管道靠近所述閥座一端設(shè)有過(guò)渡通道，所述過(guò)渡通道彎折處呈弧形面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述閥體內(nèi)位于所述閥桿腔底部設(shè)有閥座，所述閥座上設(shè)有環(huán)形上斜面，所述閥桿底端固定連接有閥瓣，所述閥瓣上設(shè)有與所述閥座的環(huán)形上斜面對(duì)應(yīng)貼合的環(huán)形下斜面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述環(huán)形上斜面和所述環(huán)形下斜面上設(shè)有硬質(zhì)合金層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述填料盒下部位于所述閥體內(nèi)側(cè)，與所述閥體密封焊接，所述填料盒上部位于所述填料壓蓋內(nèi)；所述填料環(huán)頂端設(shè)有密封襯套，所述密封襯套與所述填料壓蓋抵觸，所述填料環(huán)底端設(shè)有密封墊圈。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述波紋管頂端與所述填料盒密封焊接，其底端與所述閥桿底端密封焊接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述閥桿通過(guò)對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板連接傳動(dòng)桿，所述傳動(dòng)桿的上部通過(guò)閥桿螺母與所述手輪連接，所述對(duì)開(kāi)導(dǎo)向板與固定桿連接，所述固定桿兩端固定于所述閥體上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述閥體上設(shè)置有軛架襯套及止推軸承，所述閥桿螺母固定于所述閥體上，所述軛架襯套嵌套于所述閥桿螺母和所述閥體之間，以壓緊所述閥桿螺母，所述止推軸承設(shè)于所述軛架襯套的下端、且位于所述軛架襯套和所述閥桿螺母之間。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防殘留的新型光熱發(fā)電熔鹽閥，其特征在于，所述閥體上設(shè)有油嘴，所述油嘴與所述閥桿螺母連通;所述軛架襯套和所述閥體之間設(shè)有止動(dòng)墊圈。
【文檔編號(hào)】F16K41/10GK106051175SQ201610394218
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】陳金環(huán), 陳國(guó)棟
【申請(qǐng)人】陳金環(huán)