專利名稱:一種新的熱雙金屬疏水閥的制作方法
本實用新型涉及汽水閥或從貯存氣體或蒸汽的密閉容器中排放液體的裝置，特別是用于蒸汽管網(wǎng)中排放凝結(jié)水，在蒸汽管網(wǎng)中，為了排除凝結(jié)水，防止管網(wǎng)堵塞，在其尾端須裝上疏水閥，疏水閥的設(shè)計和性能直接影響到蒸汽系統(tǒng)的使用效率。用于蒸汽管網(wǎng)中的疏水閥有多種，熱雙金屬疏水閥是目前最通用的一種，由于該種疏水閥主要是根據(jù)不銹熱雙金屬的性能進(jìn)行設(shè)計的，因此采用不同形狀，不同性能的不銹熱雙金屬，其疏水閥的性能不同，達(dá)到的效果不同。目前使用的熱雙金屬疏水閥，其性能都不夠理想，即使同本實用新型較接近的使用菱形控制元件的西德Gestra工程公司研制的BK型系列疏水閥也有諸多缺點，主要是它們動作不夠靈敏，因而漏氣量較大，關(guān)閉性能不是很理想，當(dāng)蒸汽壓力有大幅度的波動時，疏水閥不能自動調(diào)節(jié)，只能借助于人工調(diào)節(jié)，失去了其功效，給使用和操作帶來了困難，針對疏水閥存在的這些問題，人們從改造疏水閥的結(jié)構(gòu)出發(fā)，作了許多嘗試，以期達(dá)到理想的效果，但都不曾有突破性和結(jié)果。本實用新型為了克服上述問題，從使用的材料著手，對原有疏水閥的形狀作了相應(yīng)的改變，提供了一種既能在蒸汽壓力有大幅度波動時能自動調(diào)節(jié)的，又有良好阻氣性能的、節(jié)能的新的熱雙金屬疏水閥，該疏水閥經(jīng)過試驗達(dá)到良好的效果。
本熱雙金屬疏水閥采用菱形不銹熱雙金屬片作控制元件，還包括殼體、閥芯、閥座、過濾網(wǎng)、彈簧片等元件，它根據(jù)蒸汽的熱動力和控制元件的熱靜力作用的原理，采用特殊性能和特殊內(nèi)角的菱形雙金屬控制元件，隨溫度變化控制閥門關(guān)閉和開啟，達(dá)到良好的阻氣疏水功能。
圖1.熱雙金屬疏水閥的結(jié)構(gòu)圖。
圖2.常溫下熱雙金屬疏水閥的工作示意圖。
圖3.高溫下關(guān)閉時熱雙金屬疏水閥的工作示意圖。
圖4.高溫下開啟時熱雙金屬疏水閥的工作示意圖。
參照圖1，熱雙金屬疏水閥包括一閥蓋〔1〕，一菱形雙金屬控制元件〔2〕，一閥芯〔3〕，一閥座〔5〕，一過濾網(wǎng)〔6〕，一彈簧片〔7〕，熱雙金屬閥門的結(jié)構(gòu)使蒸汽管網(wǎng)打開，蒸汽和凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥，半球狀閥瓣〔4〕受力，作用在閥瓣〔4〕上的力引起熱雙金屬控制元件〔2〕產(chǎn)生彈性變形，錐形閥芯〔3〕向下位移，從原先的同閥座〔5〕閉合狀態(tài)變?yōu)殚_啟，凝結(jié)水排出。在蒸汽的熱作用下，熱雙金屬控制元件〔2〕產(chǎn)生熱變形，形成盤狀，對閥芯〔3〕產(chǎn)生一個向上的熱拉力，閥芯〔3〕產(chǎn)生位移，閥瓣〔4〕和閥座〔5〕緊緊貼合，疏水閥關(guān)閉。
為了說明問題，現(xiàn)據(jù)圖簡要說明一下熱雙金屬疏水閥的工作原理。
在常溫下，熱雙金屬控制元件〔2〕呈平直狀態(tài)，彎曲形狀的彈簧片〔7〕對閥芯〔3〕產(chǎn)生不大的拉力，此時閥芯〔3〕的位置是固定的，處于關(guān)閉狀態(tài)的熱雙金屬疏水閥如示意圖2所示。
當(dāng)蒸汽進(jìn)入閥內(nèi)，熱雙金屬控制元件〔2〕接觸到蒸汽后，受熱彎曲，中間拱起。由于熱雙金屬控制元件〔2〕由兩片組成一組，多組疊加在一起，控制元件的中心間距離增大，控制元件〔2〕對閥芯〔3〕產(chǎn)生了足夠的熱拉力，使閥芯〔3〕向上位移，閥瓣〔4〕與閥座〔5〕緊緊貼合，疏水閥緊閉，此時的疏水閥示意如圖3。
由于管路中熱交換的不斷進(jìn)行，凝結(jié)水不斷產(chǎn)生，流入疏水閥，當(dāng)凝結(jié)水增加到一定數(shù)量后，閥內(nèi)溫度比剛剛關(guān)閉時蒸汽溫度有明顯降低，控制元件〔2〕熱變形變小，中心間距變小，在蒸汽壓力的作用下，使閥開啟，凝結(jié)水排出，此時示意圖如圖4所示。
如果排出凝結(jié)水的速率與管路中產(chǎn)生凝結(jié)水的速率平衡的話，只要換熱器不斷地在工作，疏水閥就不斷地排出凝結(jié)水，呈連續(xù)排放狀態(tài)，當(dāng)閥排放率大于管路產(chǎn)生的凝結(jié)水速率時，疏水閥以間斷形式排放凝結(jié)水。
就上述過程可以看出，由于蒸汽的熱作用，熱雙金屬控制元件產(chǎn)生了熱變形，使閥芯向上位移，由于蒸汽的動力作用，閥芯對控制元件產(chǎn)生拉力，使控制元件產(chǎn)生彈性變形，又使閥芯向下位移，如此閥芯產(chǎn)生了開啟力和關(guān)閉力，使疏水閥產(chǎn)生了關(guān)閉和開啟動作，從而有阻汽排水功能。
在蒸汽恒溫恒壓下，該疏水閥很容易正常工作，然而在大多數(shù)蒸汽管路中，蒸汽壓力和溫度是有很大波動的，蒸汽壓力和溫度的大幅度波動使控制元件上的熱靜力和蒸汽的熱動力發(fā)生了很大的波動，從而使關(guān)閉力和開啟力產(chǎn)生了很大的波動，如果熱靜力(關(guān)閉力)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱動力(開啟力)疏水閥總是處于關(guān)閉狀態(tài)；反之，總是處于開啟狀態(tài)；則疏水閥就失去了阻汽排水的功能。
為了使疏水閥在蒸汽壓力有很大波動的情況下，能夠自動調(diào)節(jié)控制元件所產(chǎn)生的熱拉力和閥芯上開啟力的關(guān)系，使其正常工作。本實用新型根據(jù)不銹熱雙金屬的綜合性能，設(shè)計了合理的菱形控制元件，該控制元件的大內(nèi)角為110°～120°另外菱形雙金屬控制元件采用了一種新的不銹熱雙金屬，該不銹熱雙金屬材料的比彎曲度10.4×10－6／℃～13.5×10－6／℃，彈性模量≥16000公斤／毫米2，最大靈敏度溫度范圍為室溫～300℃，具有上述結(jié)構(gòu)和材料的熱雙金屬控制元件能在一個很寬的蒸汽壓力范圍中，在不同的蒸汽壓力下，因熱變形引起的每組控制元件熱變形的中心間距增大和彈性變形引起的中心間距的縮小，兩者變量的絕對值為一定值，從而使閥在該范圍內(nèi)的不同壓力下都能開啟和關(guān)閉。
本實用新型所提供的具有菱形雙金屬控制元件的熱雙金屬疏水閥是在西德BK型系列疏水閥的基礎(chǔ)上研制的，而同BK型系列疏水閥在本質(zhì)上有區(qū)別。
1.BK系列雙鋼片疏水閥在較大蒸汽壓力的范圍內(nèi)最大使用溫度可達(dá)550℃，但在使用中必須經(jīng)過人工調(diào)節(jié)，操作不很方便。
本疏水閥在100℃～550℃的蒸汽溫度范圍內(nèi)和較大的蒸汽壓力范圍中，不需要人工調(diào)節(jié)，使用既方便，又安全可靠。
2.BK型系列雙鋼片疏水閥的控制元件使用的雙鋼片材料用脈沖縫焊，每隔10毫米縫焊一條，局部結(jié)合。
本實用新型所用的控制元件，所用的不銹熱雙金屬是全面結(jié)合，由于二者控制元件的結(jié)合形式不同，其受力狀態(tài)也不同。
3.BK型系列雙鋼片疏水閥其雙金屬控制元件所采用的雙鋼片材料，比彎曲度為5.5×10－6／℃。
本疏水閥其雙金屬控制元件所采用的材料比彎曲度為10.4×10－6／℃～13.5×10－6／℃。比彎曲度的大小直接影響控制元件的靈敏度，比彎曲度越大，控制元件的靈敏度越大，由此可見，就此所提供的疏水閥，其靈敏度大大高于BK型系列雙鋼片疏水閥，因而反應(yīng)迅速，動作敏捷。
4.BK型系列雙鋼片疏水閥，該菱形雙金屬控制元件的大內(nèi)角為105°。
本實用新型所提供的雙金屬疏水閥的菱形控制元件的大內(nèi)角為110°～120°。由于兩者內(nèi)角不同，其關(guān)閉力不同，關(guān)閉力的曲線也不同。
5.從試驗數(shù)據(jù)看，BK型自動調(diào)節(jié)蒸汽壓力范圍為6～23公斤／cm2。
本實用新型所提供的蒸汽壓力自動調(diào)節(jié)范圍為1.5～40公斤／cm2?？梢娋哂斜緦嵱眯滦吞卣鞯臒犭p金屬疏水閥比之BK型系列雙鋼片疏水閥具有靈敏度高，自動調(diào)節(jié)范圍廣，使用方便的特點。
本實用新型的主要優(yōu)點1、本實用新型提供的疏水閥靈敏度高，動作敏捷，并能在一很大的溫度和壓力范圍內(nèi)自動適應(yīng)使用要求，無需人工調(diào)節(jié)，使用方便、可靠、安全。2、本疏水閥結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且有良好的阻氣排水功能，能有效地阻止蒸汽泄漏，啟閉性能好。從而大大提高蒸汽的有效利用率(就國內(nèi)而言每個具有本實用新型特征的疏水閥每年能節(jié)約煤6噸)。3、本實用新型也可以利用凝結(jié)水或者二次蒸汽，并可以在較大的背壓下工作，這樣凝結(jié)水可以重新送回鍋爐再次利用，節(jié)約了能源。
最佳實施例為了使具有本實用新型特征的熱雙金屬疏水閥增大開啟度，最好采用半球形閥瓣，也可采用錐形閥瓣，閥芯的尾部呈錐體形狀；為了使閥實現(xiàn)線密封，增大密封力，最好采用臺階形閥座，同時在雙金屬控制元件上，可采用比彎度為12.5×10－6／℃～13.5×10－6／℃，最大溫度靈敏度范圍為室溫～300℃的控制元件，以增大雙金屬疏水閥的靈敏度，為此該雙金屬控制元件應(yīng)設(shè)計成大內(nèi)角為113°－118°的菱形雙金屬控制元件，不銹熱雙金屬采用全面結(jié)合的方式，牢固結(jié)合，使疏水閥在100℃～550℃的溫度范圍內(nèi)更有效地完成其功能。
具有本實用新型特征的熱雙金屬疏水閥，還可在采用半球形或錐形閥瓣，尾部呈錐體形狀的閥芯的前題下，采用比彎曲度為10.4×10－6／℃～11.5×10－6／℃，最大溫度靈敏度為室溫～210℃的雙控制元件，該雙金屬控制元件的大內(nèi)角采用113°～118°形雙金屬控制元件，不銹熱雙金屬全面牢固地結(jié)合，使疏水閥在100℃～230℃的范圍內(nèi)可靠地完成其操作。
權(quán)利要求
1.一種新的熱雙金屬疏水閥，涉及從貯存氣體或蒸汽的密閉容器中排放液體的裝置。包括一閥蓋[1]、一菱形雙金屬控制元件[2]、一閥芯[3]、一閥座[5]、一過濾網(wǎng)[6]、一彈簧片[7]等。其特征在于所述的菱形雙金屬控制元件[2]其材料的比彎曲度為10.4×10-6/℃～13.5×10-6/℃，彈性模量≥16000公斤/毫米2，最大靈敏度溫度范圍為室溫～300℃，并且所述的菱形雙金屬控制元件[2]的大內(nèi)角為110°～120°。
2.如權(quán)利要求
1所述的熱雙金屬疏水閥，其特征在于所述的菱形雙金屬控制元件〔2〕所用材料的比彎曲度為10.4×10－6／℃～11.5×10－6／℃，最大靈敏度范圍為室溫～210℃。
3.如權(quán)利要求
1所述的熱雙金屬疏水閥，其特征在于所述的菱形雙金屬控制元件〔2〕所用材料的比彎曲度為12.5×10－6／℃～13.5×10－6／℃，最大靈敏度范圍為室溫～300℃。
4.如權(quán)利要求
2、3所述的熱雙金屬疏水閥，其特征在于所述的菱形雙金屬控制元件〔2〕的菱形大內(nèi)角為113°～118°。
專利摘要
一種新的熱雙金屬疏水閥，特別用于從貯存氣體或蒸汽的密閉容器中排放液體。由于該疏水閥的雙金屬控制元件采用比彎曲度為10.4×10
文檔編號F16K31/70GK85203950SQ85203950
公開日1986年5月21日 申請日期1985年9月9日
發(fā)明者丁文凱 申請人:丁文凱導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan