丝式热敏疏水阀制造技术

一种供热用的丝式热敏疏水阀，由前阀座（１）、阀体（６）、阀芯（７）和后阀座（１０）等部件所组成，其特征在于，采用形状记忆合金直丝作热敏元件，即在阀体中分安有形状记忆合金丝（１４）和偏置弹簧（１６），通过两者的配合使阀芯在使用温度上、下自动关闭和开启。本疏水阀可在２０～３００℃温度范围内使用，灵敏度为±５℃。它结构简单，热响应速度快，性能稳定，同现有的液体膨胀式疏水阀相比，造价可降低１／２、灵敏度提高１倍，而使用寿命长，安装维修简便。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于输液阀的
，即提供一种适合于供热系统使用的具有对温度变化敏感的操作装置的输出阀。在供热领域中，通常采用蒸汽作为传热或做功介质以达到采暖或生产的目的。为了使供热系统正常运转、节约能源，根据不同的工作条件，需要采用不同种类的疏水阀。液体膨胀式疏水阀是本
中较为典型的一种。该疏水阀系以充液波纹管为热敏元件，籍助于阀内波纹管中所充注的液体热胀冷缩来实现疏水阀在给定的温度下热闭冷开。尽管这种疏水阀目前应用比较广，然而，众所周知，它存在有如下几个主要问题(1)波纹管在长期使用过程中易于疲劳损伤，一旦破损即会因管内作功介质泄漏而失效，故使用寿命较短；(2)波纹管热敏元件的结构和制造工艺均较为复杂，例如它需要由专用设备向波纹管内充注作功介质(液体)，焊接密封，故成本较高；(3)灵敏度尚需提高，以充乙醚的波纹管作热敏元件的疏水阀，目前其温度误差一般仍在±10℃以上。本技术的目的是针对液体膨胀式疏水阀的上述缺点，提出一种结构简单、灵敏度高而使用寿命长的新型热敏式疏水阀设计方案。本技术所提供的热敏疏水阀为丝式热敏疏水阀，其特征在于它采用形状记忆合金直丝代替结构复杂的充液波纹管系统作热敏元件。本技术的丝式热敏疏水阀由阀体、阀芯、前、后阀座等部件所组成，其特征在于(1)在阀体内阀芯前、后两面分别安置有形状记忆合金直丝和偏置弹簧；(2)形状记忆合金直丝一端固定在后阀座的压紧螺丝上，另一端通过连杆同阀芯相接触；(3)连杆以固定在阀体内壁上的销轴为支点，其一臂端部紧压在阀芯座上，另一臂端部同形状记忆合金丝的一端刚性连接。(4)偏置弹簧为压簧结构，它套在阀芯上且两端分别由阀芯座和前阀座所限位。本技术即是通过形状记忆合金丝在给定的温度(合金相变点)附近其长度发生突然(非线性)变化，热缩冷胀，通过连杆改变力的转递方向，放大位移从而达到调节疏水量的目的。所谓形状记忆合金系指某些合金在其相变点以下受力后产生塑性变形，而一旦加热到相变点以上，它将恢复其原来未低温变形前的形状，或者说，它具有能“记住”其原有形状的特性，而其相变点又可称为形状恢复温度。如果采用不同的形状恢复温度的记忆合金作热敏丝，便可使本技术的疏水阀在一个较宽的温度范围(通常为20～300℃)内使用。本技术的丝式热敏疏水阀，其记忆合金直丝可由单股丝或多股丝组合而成，通常其直径为0.5～1.5毫米，在控温下限时其长度为60～140毫米，控温上限时其长度为45－110毫米，记忆合金丝的控制温差为±5℃；与上述记忆合金直丝相匹配的偏置弹簧，其线径为1.0～3.2毫米，外径可为7－25毫米，自由长度可为5～50毫米，偏置弹簧的推力以介于前述记忆合金直丝控温上，下限变形负荷之间为宜。以支点为分界的连杆其两臂的比例以11～14为宜。本技术所提供的丝式热敏疏水阀其结构示意图如图2所示，与它相对照，附图说明图1给出了作为已知技术的充液波纹管式疏水阀的结构，在图1、2中(1)前阀座；(2)滤网；(3)压环；(4)入口密封；(5)前阀座密封环；(6)阀体；(7)阀芯；(8)充液波纹管；(9)波纹管盖；(10)后阀座；(11)后阀座密封垫；(12)调节螺丝；(13)螺母；(14)记忆合金直丝；(15)连杆；(16)偏置弹簧；(17)压紧螺丝；(18)垫片；(19)阀芯杆。以下结合附图1、2简要叙述本技术的丝式热敏疏水阀的工作原理，对比附图1、2，可以看出，本技术的丝式热敏疏水阀由形状记忆合金丝(14)、连杆(15)和玫桑 6)所组成的阀芯驱动系统替代充液波纹管系统使结构大为简化而灵敏度和可靠性却得到大为提高。采用形状记忆合金丝(14)作为热敏元件，同其它可能的设计方案(如用记忆合金弹簧)相比是最为简单的方案，直丝响应速度快、恢复力大，因而对阀芯的推动力也更大。在附图2中，前阀座(1)上安有疏水阀入口，安装在入口的滤网(2)是为了防止杂物进入阀体(6)，偏置弹簧(16)套在阀芯(7)前部固定在阀芯和前阀座之间，它通过安置在阀芯另一侧的连杆(15)和形状记忆合金直丝(14)的协同动作控制阀芯的进退。阀芯后部为一根细长的圆杆，它插入后阀座(10)中央的导向孔内，籍助于导向孔限制阀芯沿其轴向运动。形状记忆合金直丝两端分别固定在连杆的一个臂端和压紧螺丝(17)上，后阀座的导向孔中另安有调节螺丝(12)，它决定疏水阀开启时阀芯后杆的最大位移量，因而该调节螺丝可控制连杆的初始状态，即可调节形状记忆合金丝和偏置弹簧的预紧度和控温点。丝式热敏疏水阀工作时，蒸汽(或水)从入口处进入阀体(6)，将热量传给形状记忆合金直丝(14)，当入口蒸汽(或水)温度高于所要求的上限温度时，形状记忆合金直丝(8)缩短，拉动连杆(15)并通过连杆进而推动阀芯(7)使其移向前阀座(1)的入口，将阀关闭。而当入口处的蒸汽(或水)温度低于所要求的下限温度时，形状记忆合金直丝恢复其低温形状，它对连杆的拉力消失，此时，偏置弹簧(16)则依靠其弹性恢复力反向推动阀芯使疏水阀开启；进入疏水阀的低温蒸汽(或水)从阀体的出口排出，通过低温回路并再次加热。如此反复循环，可保证供热系统温度在所要求的温度范围内工作，既可使低温蒸汽(或水)及时得到加热，又可使高温蒸汽(或水)不致于泄漏，故可节省能源。同已有技术的疏水阀相比较，本技术的丝式热敏疏水阀具有如下优点(1)以形状记忆合金直丝作为热敏元件，结构异常简单，可降低造价1／2以上；(2)形状记忆合金直丝，热响应速度快，灵敏度高；(3)在所要求的控制温度范围内，阀工作稳定性好。本技术所提供的丝式热敏疏水阀，按其工作温度不同，其结构参数应该不同，故下面给出的本技术的三个不同的最佳实施例，它们的结构均如图2所示，但形状记忆合金丝的形状恢复温度和线径，长度以及偏置弹簧的参数却各不相同。实施例1对蒸汽压力为1.6兆巴(MPa)的工业用供热设备，其相应的工作温度为200℃。与之相适应的丝式热敏疏水阀可采用双股直径为1.4毫米的形状记忆合金丝(14)作为阀芯(7)驱动器。温度低于195℃时形状记忆合金丝有效长度为120毫米，偏置弹簧(16)的线径为2.2毫米，外径为19.2毫米，自由长度为20毫米。安装时形状记忆合金丝保持120毫米长，而将偏置弹簧压缩到18毫米，使形状记忆合金丝有一定的预拉力。当供热系统中蒸汽超过205℃，形状记忆合金丝缩短到116毫米，经过连杆(15)杠杆作用放大使阀芯推进8毫米，连杆的两臂的比例为12。使阀门全部关闭。此时偏置弹簧进一步压缩到10毫米。一旦供热系统蒸汽温度降低到195℃以下时，形状记忆合金对阀芯的压力消失；偏置弹簧和系统中的压力将阀芯反向推回8毫米，并通过连杆将形状记忆合金丝拉到120毫米，阀门合部开启，将低温蒸汽泄入低温回路中加热。实施例2对于住宅采暖用供热锅炉，如温度低于100℃出现冷凝水，需要将其排出。在这种锅炉上使用的丝式热敏疏水阀，可采用直径为0.7毫米的双股形状记忆合金直丝(14)，在95℃以下，其初始长度为120毫米，高于105℃时，其长度缩短到116毫米。偏置弹簧(16)的线径为2.0毫米，外径为17毫米，自由长度20毫米。安装时，使形状记忆合金丝保持120毫米长，并将偏置弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供热用的丝式热敏疏水阀，由前阀座（１）、阀体（６）、阀芯（７）和后阀座（１０）等部件所组成，其特征在于采用形状记忆合金直丝作热敏元件，即：ａ）在阀体中阀芯的前、后两面分别安有置有偏置弹簧（１６）和形状记忆合金直丝（１４）；ｂ）形 状记忆合金直丝一端固定在后阀座的压紧螺丝（７）上，另一端通过连杆（１５）同阀芯相接触；ｃ）连杆以固定在阀体内壁上的销轴为支点，其一臂端部紧压在阀芯座上，另一臂端部同形状记忆合金直丝作刚性连接；ｄ）偏置弹簧为压簧结构，它套在阀芯前部且 两端分别由阀芯座和前阀座所限位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李永森，金永柏，于荣海，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]