一种角阀及其设计方法技术

本发明专利技术提供了一种角阀及其设计方法，包括阀座、阀杆组件、阀体、阀杆导向组件和阀杆导向套组件，阀杆导向组件具有阀杆导向1～6段、或阀杆导向和阀头导向共1～6段，其中阀杆导向设置在阀杆外部，阀头导向设置在阀头外部；阀杆导向套组件通过阀盖法兰固定在阀体中，具有阀杆导向套1～5段、或阀杆导向套和阀头导向套共1～5段，其中阀杆导向套和阀头导向套分别设置在阀杆导向和阀头导向外部，且至少一段阀杆导向与阀杆导向套连为一体，至少一段阀头导向与阀头导向套连为一体，并且基于阀杆结构及运动参数，对导向结构的布置方式及结构参数进行设计。本发明专利技术中角阀及其设计方法实现了在高含固量、高压差的工况下，高效、高准确度的平稳动作。作。作。

【技术实现步骤摘要】
一种角阀及其设计方法


[0001]本专利技术属于阀门设计
，特别涉及一种用于介质含固、易振动、易 卡涩工况的角阀及其设计方法。

技术介绍

[0002]在石油化工、煤化工、冶金、污水处理等行业，一些关键工艺工段控制阀 门处于高含固量、乃至气液固三相流的工况，特别是在高压差情况下，阀门极 易发生振动卡涩等情况，因此需要设计具有阀杆导向结构的阀门。然而有些导 向结构长径比过大，加工装配困难，因此需要设计多段式阀杆导向结构。
[0003]目前存在的多段式阀杆导向结构，其布置方式及结构参数缺乏设计标准， 即使设置为多段式阀杆导向结构，也可能由于各段阀杆导向结构布置方式及结 构参数设计不合理而同样存在发生振动、卡涩等情况，而不得不进行的对阀杆 导向结构的多次反复摸索设计及反复试错，使得对阀门的改进效果缺乏预估性， 改进效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供角阀及其设计方法，基于阀杆结构及运动 参数，对导向结构的布置方式及结构参数进行设计，在高含固量、高压差的工 况下，高效、高准确度实现阀门的动作平稳、防止振动或卡涩。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]第一方面，一种角阀，包括阀座、阀杆组件、阀体、阀杆导向组件和阀杆 导向套组件，所述阀座设置在阀体的下部，外壁与阀体出口段的内壁配合，用 于将介质导出阀体；所述阀杆组件包括连接为一体的阀杆和阀头，其以阀头朝 内伸入阀体中，通过在阀体内的往复直线运动控制阀体出口介质流量；所述阀 杆导向组件具有阀杆导向1～6段、或阀杆导向和阀头导向共1～6段，其中阀杆 导向设置在阀杆外部，阀头导向设置在阀头外部，用于在阀杆组件往复运动时 对其导向；所述阀杆导向套组件通过阀盖法兰固定在阀体中，具有阀杆导向套 1～5段、或阀杆导向套和阀头导向套共1～5段，其中阀杆导向套和阀头导向套 分别套设在阀杆导向和阀头导向外部，且至少一段阀杆导向与阀杆导向套连为 一体，存在阀头导向和阀头导向套时至少一段阀头导向与阀头导向套连为一体；
[0007]所述阀杆的最大直径为d1，所述阀头的最大直径为d2，所述阀杆导向的外 径D1＝(1.1～3)*d1，所述阀头导向的外径D2＝(1.1～3)*d2，所述阀杆导向 套的外径D3＝(1.1～3)*D1，所述阀头导向套的外径D4＝(1.1～3)*D2；所述 阀杆导向组件中单段阀杆导向或阀头导向的长度H1＝0.2*d1～20*d1；所述阀杆 导向套组件中单段阀杆导向套或阀头导向套的长度H2＝0.1*d1～40*d1。
[0008]所述阀杆组件行程与分段的关系包括：所述阀杆组件的行程M≤1*d1时， 所述阀杆导向的数量为1～2段，所述阀头导向的数量为0～1段；所述阀杆组件 的行程在1*d1＜M≤2*d1时，所述阀杆导向的数量为2～3段，所述阀头导向的 数量为1～2段；所述阀杆组件
的行程M＞2*d1时，所述阀杆导向的数量为3段 及以上，所述阀头导向的数量为1～3段。
[0009]所述阀杆导向套组件长度与分段的关系包括：所述阀杆导向套组件总长度 H≤3*d1时，所述阀杆导向套的数量为1段，阀头导向套的数量为0段；所述 阀杆导向套组件总长度3*d1＜H≤10*d1时，所述阀杆导向套的数量为1～2段， 阀头导向套的数量为0～1段；所述阀杆导向套组件总长度H＞10*d1时，所述 阀杆导向套的数量为2～4段，所述阀头导向套的数量为0～1段。
[0010]第二方面，一种角阀的设计方法，所述角阀包括阀座、阀杆组件、阀体、 阀杆导向组件和阀杆导向套组件，所述阀座设置在阀体的下部，外壁与阀体出 口段的内壁配合，用于将介质导出阀体；所述阀杆组件包括连接为一体的阀杆 和阀头，其以阀头朝内伸入阀体中，通过在阀体内的往复直线运动控制阀体出 口介质流量；所述设计方法包括：
[0011]设计阀杆导向组件使其具有阀杆导向1～6段、或阀杆导向和阀头导向共1～6 段，其中阀杆导向设置在阀杆外部，阀头导向设置在阀头外部，用于在阀杆组 件往复运动时对其导向；将阀杆导向套组件通过阀盖法兰固定在阀体上，设计 阀杆导向套组件使其具有阀杆导向套1～5段、或阀杆导向套和阀头导向套共1～5 段，其中阀杆导向套和阀头导向套分别套设在阀杆导向和阀头导向外部，且至 少一段阀杆导向与阀杆导向套连为一体，存在阀头导向和阀头导向套时至少一 段阀头导向与阀头导向套连为一体；
[0012]所述阀杆的最大直径为d1，所述阀头的最大直径为d2，确定所述阀杆导向 的外径D1＝(1.1～3)*d1，所述阀头导向的外径D2＝(1.1～3)*d2，所述阀杆 导向套的外径D3＝(1.1～3)*D1，所述阀头导向套的外径D4＝(1.1～3)*D2； 所述阀杆导向组件中单段阀杆导向或阀头导向的长度H1＝0.2*d1～20*d1；所述 阀杆导向套组件中单段阀杆导向套或阀头导向套的长度H2＝0.1*d1～40*d1。
[0013]确定所述阀杆组件行程与分段的关系：所述阀杆组件的行程M≤1*d1时， 所述阀杆导向的数量为1～2段，所述阀头导向的数量为0～1段；所述阀杆组件 的行程在1*d1＜M≤2*d1时，所述阀杆导向的数量为2～3段，所述阀头导向的 数量为1～2段；所述阀杆组件的行程M＞2*d1时，所述阀杆导向的数量为3段 及以上，所述阀头导向的数量为1～3段；
[0014]确定所述阀杆导向套组件长度与分段的关系：所述阀杆导向套组件总长度 H≤3*d1时，所述阀杆导向套的数量为1段，阀头导向套的数量为0段；所述 阀杆导向套组件总长度3*d1＜H≤10*d1时，所述阀杆导向套的数量为1～2段， 阀头导向套的数量为0～1段；所述阀杆导向套组件总长度H＞10*d1时，所述 阀杆导向套的数量为2～4段，所述阀头导向套的数量为0～1段。
[0015]根据本专利技术提供的一种角阀及其设计方法，具有以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的角阀及其设计方法，基于阀杆结构及运动参数，对导向结构 的布置方式及结构参数进行设计，在高含固量、高压差的工况下，高效、高准 确度实现阀门的动作平稳、防止振动或卡涩。
附图说明
[0017]图1为一种多段式阀杆导向结构的阀门示意图，具有两段式阀杆导向组件 和两段式阀杆导向套组件；
[0018]图2为一种多段式阀杆导向结构的阀门示意图，具有三段式阀杆导向组件 和两段
式阀杆导向套组件；
[0019]图3为一种多段式阀杆导向结构的阀门示意图，具有三段式阀杆导向组件 和三段式阀杆导向套组件；
[0020]图4为导向套I和导向套II通过焊接连接的示意图；
[0021]图5为导向套I和导向套II通过螺纹连接的示意图；
[0022]图6为导向套I和导向套II通过花键连接的示意图，左图为纵向剖面图， 右图为A
‑
A横向剖面图；
[0023]图7为导向套I和导向套II通过端部压紧连接的示意图；
[0024]图8为导向套I和导向套III通过螺纹连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角阀，其特征在于，包括阀座、阀杆组件、阀体、阀杆导向组件和阀杆导向套组件，所述阀座设置在阀体的下部，外壁与阀体出口段的内壁配合，用于将介质导出阀体；所述阀杆组件包括连接为一体的阀杆和阀头，其以阀头朝内伸入阀体中，通过在阀体内的往复直线运动控制阀体出口介质流量；所述阀杆导向组件具有阀杆导向1～6段、或阀杆导向和阀头导向共1～6段，其中阀杆导向设置在阀杆外部，阀头导向设置在阀头外部，用于在阀杆组件往复运动时对其导向；所述阀杆导向套组件通过阀盖法兰固定在阀体中，具有阀杆导向套1～5段、或阀杆导向套和阀头导向套共1～5段，其中阀杆导向套和阀头导向套分别套设在阀杆导向和阀头导向外部，且至少一段阀杆导向与阀杆导向套连为一体，存在阀头导向和阀头导向套时至少一段阀头导向与阀头导向套连为一体；所述阀杆的最大直径为d1，所述阀头的最大直径为d2，所述阀杆导向的外径D1＝(1.1～3)*d1，所述阀头导向的外径D2＝(1.1～3)*d2，所述阀杆导向套的外径D3＝(1.1～3)*D1，所述阀头导向套的外径D4＝(1.1～3)*D2；所述阀杆导向组件中单段阀杆导向或阀头导向的长度H1＝0.2*d1～20*d1；所述阀杆导向套组件中单段阀杆导向套或阀头导向套的长度H2＝0.1*d1～40*d1；所述阀杆组件行程与分段的关系包括：所述阀杆组件的行程M≤1*d1时，所述阀杆导向的数量为1～2段，所述阀头导向的数量为0～1段；所述阀杆组件的行程在1*d1＜M≤2*d1时，所述阀杆导向的数量为2～3段，所述阀头导向的数量为1～2段；所述阀杆组件的行程M＞2*d1时，所述阀杆导向的数量为3段及以上，所述阀头导向的数量为1～3段；所述阀杆导向套组件长度与分段的关系包括：所述阀杆导向套组件总长度H≤3*d1时，所述阀杆导向套的数量为1段，阀头导向套的数量为0段；所述阀杆导向套组件总长度3*d1＜H≤10*d1时，所述阀杆导向套的数量为1～2段，阀头导向套的数量为0～1段；所述阀杆导向套组件总长度H＞10*d1时，所述阀杆导向套的数量为2～4段，所述阀头导向套的数量为0～1段。2.根据权利要求1所述的角阀，其特征在于，所述阀杆导向组件仅具有单个阀杆导向时，阀杆导向套与阀杆形成的间隙内安装有所述单个阀杆导向、环状可压缩材料及金属硬支撑环，所述环状可压缩材料紧密包覆在阀杆上，所述金属硬支撑环与阀杆间隙配合；所述阀杆导向组件包括两个及两个以上阀杆导向时，阀杆导向套组件与阀杆形成的间隙内，安装有所述的两个及两个以上阀杆导向、至少一段环状可压缩材料以及用于支撑和分隔相邻阀杆导向的金属硬支撑环，所述环状可压缩材料紧密包覆在阀杆上，所述金属硬支撑环与阀杆间隙配合。3.根据权利要求1所述的角阀，其特征在于，所述阀杆导向组件具有单个阀头导向时，阀头导向套与阀头形成的间隙内安装有所述单个阀头导向及金属硬支撑环，所述金属硬支撑环与阀头间隙配合，通过金属硬支撑环在阀头导向套与阀头形成的间隙内的填充，实施对所述阀头导向在间隙内的支撑；和/或所述阀杆导向组件包括两个及两个以上阀头导向时，阀头导向套组件与阀头形成的间隙内安装有所述的两个及两个以上阀头导向、支撑和分隔相邻阀头导向的金属硬支撑环，所述金属硬支撑环与阀头间隙配合。4.根据权利要求1所述的角阀，其特征在于，所述阀杆导向套组件包括两个及两个以上阀杆导向套时，相邻阀杆导向套通过对接部位加工螺纹段连接、焊接连接、过盈配合的机械
形式连接，或者采用螺栓/螺钉/榫卯/花键的连接件形式连接，或者采用在对接部位同时连接导向连接块的方式连接；和/或所述阀杆导向套组件包括至少一个阀杆导向套和阀头导向套时，相邻的阀杆导向套和阀头导向套通过对接部位加工螺纹段连接、焊接连接、过盈配合的机械形式连接，或者采用螺栓/螺钉/榫卯/花键的连接件形式连接，或者采用在对接部位同时连接导向连接块的方式连接。5.根据权利要求1所述的角阀，其特征在于，所述阀杆导向套之间或者阀杆导向套与阀头导向套之间采用在对接部位加工螺纹段连接时，旋入深度不低于0.5*d1；和/或所述阀杆导向套之间或者阀杆导向套与阀头导向套之间采用焊接连接时，不允许采用断续焊接；和/或所述阀杆导向套之间或者阀杆导向套与阀头导向套之间采用过盈配合的机械形式连接时，环向面应力不大于10MPa；和/或所述阀杆导向套之间或者阀杆导向套与阀头导向套之间采用螺栓/螺钉/榫卯/花键的连接件形式连接时，轴向压紧力不低于5MPa；和/或所述阀杆导向套之间或者阀杆导向套与阀头导向套之间采用在对接部位同时连接导向连接块的方式连接时，导向连接块内径不小于2*d1，高度为0.2*d1～5*d1。6.根据权利要求1所述的角阀，其特征在于，所述阀杆导向组件的材料硬度小于阀杆组件的材料硬度。7.一种角阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜大喜，王建强，彭仁杰，陈礼敏，王新成，颜培男，陈晓宇，郑晓东，王阳，
申请(专利权)人：北京航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：