一种新型CO2多级节流防冻阀制造技术

本发明专利技术涉及一种新型CO2多级节流防冻阀，包括阀体、阀缸、阀芯以及摩擦加热系统，其中，所述阀缸设置于阀体内部，阀芯设置于阀缸内部，阀缸内壁上设置有若干级阀缸构件，阀芯外壁上设置有分别与所述若干级阀缸构件配合的若干级阀芯构件，摩擦加热系统包括用于盛放导热介质的环空和若干组摩擦装置，环空设置于阀体和阀缸之间，若干组摩擦装置分别设置于每级阀缸构件和阀芯构件配合处的后方，且所有摩擦装置均与阀缸连接。由于本发明专利技术具有摩擦加热系统，所以可以对节流后流体进行加热，有效避免了流体节流后温度降低，对阀体和阀后管路产生损害。并且可以减少和消除空化现象，缓解了CO2流体对阀内构件的冲击磨损，提高节流阀寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种CO2多级节流防冻阀
本专利技术属于节流阀
，具体涉及一种CO2多级节流防冻阀。
技术介绍
随着温室效应日益严重，温室气体减排在国际上也日益得到重视。CCUS(碳捕集、运输、埋存及利用)技术应运而生，在捕集地点和埋存地点需要用管道输送CO2。而相关研究表明，高压(超临界态)输送二氧化碳为可行方案。为了控制管道上流体的压力和流量，需要设置节流阀。而高压流体的大压差节流常常产生很大的温降，这将导致阀后的流体温度低，进而产生阀体和阀后管路冻结的风险。因此，存在着对适合于高压CO2气体节流减压过程中消除冻堵现象且安全可靠、使用寿命长的减压系统尤其是减压节流阀的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提出了一种CO2多级节流防冻阀。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种CO2多级节流防冻阀，包括阀体、阀缸、阀芯以及摩擦加热系统，其中，所述阀缸设置于阀体内部，阀芯设置于阀缸内部，阀缸内壁上设置有若干级阀缸构件，阀芯外壁上设置有分别与所述若干级阀缸构件配合的若干级阀芯构件，所述阀芯构件和阀缸构件配合形成或关闭节流通道，所述摩擦加热系统包括用于盛放导热介质的环空和若干组摩擦装置，所述环空设置于阀体和阀缸之间，所述若干组摩擦装置分别设置于每级阀缸构件和阀芯构件配合处的后方，且所有摩擦装置均与阀缸连接。优选的，所述摩擦装置包括涡旋发生体、摆动装置、连接装置以及摩擦生热装置，其中，所述摆动装置的一侧通过连接装置与所述摩擦生热装置连接，摩擦生热装置活动安装在阀缸上，所述摆动装置设置于涡旋发生体的后方；涡旋发生体产生的涡街冲击摆动装置，摆动装置通过连接装置带动摩擦生热装置相对于阀缸往复运动，摩擦生热。优选的，所述阀缸具有良好的导热性能。优选的，所述涡旋发生体为圆柱体。优选的，所述摆动装置为摆动板。优选的，所述摩擦生热装置为摩擦滑块。优选的，所述连接装置为连杆。优选的，所述阀缸构件与阀芯构件配合的面为弧面。优选的，所述阀芯构件与阀缸构件配合的面为弧面。优选的，所述阀缸内壁上设置有用于加强传热的翅片。优选的，所述阀芯外部涂有防腐保护层。本专利技术的有益技术效果为：1、由于本专利技术具有摩擦加热系统，所以可以对节流后流体进行加热，有效避免了流体节流后温度降低，对阀体和阀后管路产生损害。2、在相邻两个阀芯构件之间形成空腔，CO2流体经过涡旋发生体后形成的涡街在穿过摆动板后将在空腔中形成涡流，有效地降低了CO2流体的压力，从而减少和消除空化现象，缓解了CO2流体对阀内构件的冲击磨损，提高了节流阀寿命。3、本专利技术具有结构简单、使用方便、拆卸容易、制造成本低等优点，既提高了设备检修效率又降低了工人的劳动强度。附图说明图1为本专利技术的内部结构示意图；图2为图1中A处的放大结构示意图。其中，1-阀体，2-阀缸，3-环空，4-阀芯构件，5-阀芯，6-密封环，7-紧固件，8-摩擦滑块，9-连杆，10-摆动板，11-涡旋发生体，12-阀缸构件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：由图1和图2所示，一种CO2多级节流防冻阀，包括阀体1、阀缸2、阀芯5以及摩擦加热系统，其中，所述阀缸2设置于阀体1内部，阀芯5设置于阀缸2内部，阀缸2内壁上设置有若干级阀缸构件12，阀芯5外壁上设置有分别与所述若干级阀缸构件12配合的若干级阀芯构件4，所述阀芯构件4和阀缸构件12配合形成或关闭节流通道，所述摩擦加热系统包括用于盛放导热介质的环空3和若干组摩擦装置，所述环空3设置于阀体1和阀缸2之间，所述若干组摩擦装置分别设置于每级阀缸构件12和阀芯构件4配合处的后方，且所有摩擦装置均与阀缸2连接。阀缸2通过密封环6和紧固件7密封固定。其中，摩擦装置包括涡旋发生体11、摆动装置、连接装置以及摩擦生热装置，其中，所述摆动装置的一侧通过连接装置与所述摩擦生热装置连接，摩擦生热装置活动安装在阀缸2上，所述摆动装置设置于涡旋发生体11的后方；涡旋发生体11产生的涡街冲击摆动装置，摆动装置通过连接装置带动摩擦生热装置相对于阀缸2往复运动，摩擦生热。所述阀缸2具有良好的导热性能，,涡旋发生体11为圆柱体。所述摆动装置为摆动板10。摩擦生热装置为摩擦滑块8。连接装置为连杆9。如图1所示，上部为阀芯构件和阀缸构件碰触，此时阀门处于关闭状态；下部为阀门开启状态。图1中流体流动方向为从左至右流动。CO2流体依次通过多级节流阀芯，压力逐级降低；同时，CO2流体在通过阀芯构件和阀缸构件的配合处后流过涡旋发生体11，在涡旋发生体11后产生高频卡门涡街，摆动板10在涡街的冲击下发生周期性震荡。连杆9一端连接在摆动板10上，另一端连接在摩擦滑块8上，摆动板10的震荡通过连杆9带动摩擦滑块8在阀缸2内侧做往复运动，从而通过摩擦生热原理使环空3中的热媒升温达到加热流体的作用。本专利技术中的阀芯5采用阶梯式突触结构，突触面为弧面；阀缸构件12的突触面也为一弧面，阀芯构件4的突触弧面和阀缸构件12的突触弧面可无缝碰触从而关闭阀门。在阀门开启状态下，两个弧面构成的CO2流体孔道为一突缩突扩流道，该结构可以达到降压作用并可以缓解节流后的高速流体对阀内机构的冲击。圆柱体涡旋发生体的位置和大小经过优选。根据常见高压范围，形成阀体冻堵时，阀芯的位置将处于一个临界值。当阀门开度小于这个临界值时，阀后压力更低，将产生更严重的冻堵。而根据卡门涡街原理，由公式f＝Stv/d知，流速越大，涡旋发生体11的正面宽度d越小，涡旋频率越大。因此当涡旋发生体11处于一个优选位置时可以达到阀门开度越小，涡旋频率越大，即发热量越大的效果。所述摩擦滑块8和阀缸2内壁采用金属耐磨耐腐蚀材质，且阀缸2的导热性良好。阀缸2内壁亦可添加翅片结构强化换热。考虑到CO2的腐蚀性，所述阀门内部构件，整体采用耐腐蚀材料，阀芯5等关键部位喷涂保护层。在相邻两个阀芯构件4之间形成空腔，CO2流体经过涡旋发生体11后形成的涡街在穿过摆动板10后将在空腔中形成涡流，有效地降低了CO2流体的压力，从而减少和消除空化现象，缓解了CO2流体对阀内构件的冲击磨损。高压CO2流体可能为超临界态，其表面张力小，能够迅速渗透进入微孔隙的物质；而经过大压差节流后的CO2流体通常为气态。因此，阀门的密封采取双标准密封，在CO2流体入口处及阀门前半部分采用高等级的密封方法；而在流体出口处及阀门后半部分采用一般密封方法。此法既可达到良好的密封效果，有可以降低阀门制造成本。上述虽然结合附图对本专利技术的具体实施方式进行了描述，但并非对专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型CO2多级节流防冻阀，其特征在于：包括阀体、阀缸、阀芯以及摩擦加热系统，其中，所述阀缸设置于阀体内部，阀芯设置于阀缸内部，阀缸内壁上设置有若干级阀缸构件，阀芯外壁上设置有分别与所述若干级阀缸构件配合的若干级阀芯构件，所述阀芯构件和阀缸构件配合形成或关闭节流通道，所述摩擦加热系统包括用于盛放导热介质的环空和若干组摩擦装置，所述环空设置于阀体和阀缸之间，所述若干组摩擦装置分别设置于每级阀缸构件和阀芯构件配合处的后方，且所有摩擦装置均与阀缸连接。

【技术特征摘要】
1.一种CO2多级节流防冻阀，其特征在于：包括阀体、阀缸、阀芯以及摩擦加热系统，其中，所述阀缸设置于阀体内部，阀芯设置于阀缸内部，阀缸内壁上设置有若干级阀缸构件，阀芯外壁上设置有分别与所述若干级阀缸构件配合的若干级阀芯构件，所述阀芯构件和阀缸构件配合形成或关闭节流通道，所述摩擦加热系统包括用于盛放导热介质的环空和若干组摩擦装置，所述环空设置于阀体和阀缸之间，所述若干组摩擦装置分别设置于每级阀缸构件和阀芯构件配合处的后方，且所有摩擦装置均与阀缸连接。2.根据权利要求1所述的CO2多级节流防冻阀，其特征在于：所述摩擦装置包括涡旋发生体、摆动装置、连接装置以及摩擦生热装置，其中，所述摆动装置的一侧通过连接装置与所述摩擦生热装置连接，摩擦生热装置活动安装在阀缸上，所述摆动装置设置于涡旋发生体的后方；涡旋发生体产生的涡街冲击摆动装置，摆动装置通过连接装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕霖，李玉星，张大同，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37