雙流道固定式錐形閥改進(jìn)方案
本發(fā)明涉及一種新型雙流道錐形閥。栗閥是往復(fù)栗的關(guān)鍵零部件。在輸送大流量、高壓力的往復(fù)栗中，雙流道錐形閥得到了一定的應(yīng)用。固定錐形閥閥門在安裝的時(shí)候需要按照閥門的說明書以及有關(guān)的規(guī)定來進(jìn)行安裝，在施工的過程中一定要先認(rèn)真檢查，精心施工，在閥門安裝之前要經(jīng)過試壓合格之后才可以正常的進(jìn)行安裝。并且需要仔細(xì)檢查閥門的相關(guān)規(guī)格，型號和圖形是不是相符合的，檢查閥門的各個(gè)零件是不是完好無損的，在啟動閥門時(shí)是不是靈活轉(zhuǎn)動的當(dāng)確認(rèn)無誤之后就可以正常進(jìn)行安裝。
在進(jìn)行固定錐形閥閥門安裝的時(shí)候，閥門的操作機(jī)械應(yīng)該離地面1.2米左右，和胸口保持平齊。當(dāng)閥門的中心和手輪離操作地面1.8米是，要對使用比較多的閥門和安全閥門的操作平臺，閥門比較多的管道就盡量集中在平臺上進(jìn)行操作。水平管道上面的閥門閥桿是垂直向上的，不可將閥桿向下安裝，閥桿向下安裝，也不方便操作也方便維修，也很容易出現(xiàn)容易腐蝕的閥門事故，落地的閥門不可歪斜安裝，以免操作不便。
在安裝固定錐形閥閥門時(shí)，靠近的管子可以使用管鉗，但是閥門本身則需要使用普通扳手。并且還要使閥門處于半閉狀態(tài)，防止閥門轉(zhuǎn)動和變形。 
這種雙流道錐形閥由如下特點(diǎn):
1、閥芯與閥座的密封面為雙環(huán)形錐面，閥門流道平滑，流量系數(shù)大，水力阻力小，過流能力強(qiáng)，對中性好，密封性能好;介質(zhì)粘度較高或粘度較低都比較適宜。
2、閥芯剛度較大，可用于高壓和超高壓栗上。
3、閥芯開啟后，液流可以從閥芯內(nèi)、外兩環(huán)同時(shí)流出，形成雙環(huán)流，因而適用流量較大的栗。
4、與輸送相同流量的單流道錐形閥比，雙流道錐形閥的閥芯質(zhì)量較小，慣性小，滯后高度小，栗閥振動和噪音小，壽命高；同時(shí)也有利于提高栗的容積系數(shù)(容積效率)。
然而在雙流道錐形閥的普遍推廣應(yīng)用中還存在一些障礙:
一是，閥芯和閥座需要很高的加工精度，以保證閥芯和閥座的內(nèi)、外兩環(huán)形錐面的中心線尺寸的誤差值盡可能的小，這樣在閥芯和閥座的內(nèi)、外兩環(huán)形錐面配研時(shí)，可以較快消除加工的誤差，使閥面密封性能良好。 二是，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9234-2008《機(jī)動往復(fù)栗》規(guī)定:閥組*運(yùn)行時(shí)間為500小時(shí)，閥組壽命3000小時(shí)(允許修復(fù))。雙流道錐形閥在工作中由于輸送介質(zhì)的原因，內(nèi)、夕卜兩環(huán)形錐面磨損往往會不均勻，錐面的磨損造成內(nèi)、外兩環(huán)形錐面的中心線尺寸的改變，這樣在工作現(xiàn)場閥組的修復(fù)存在較大的困難:比如，內(nèi)環(huán)形錐面磨損需要修復(fù)配研時(shí)，未磨損的外環(huán)形錐面也要隨之一起進(jìn)行配研，大大增加了維修的工作量。
因此，適當(dāng)降低雙流道錐形閥閥芯和閥座的加工精度，減少閥組在工作現(xiàn)場的維修工作量，是雙流道錐形閥得到普遍推廣應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。 
【雙流道固定式錐形閥改進(jìn)方案發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種加工便利、能減少閥組在工作現(xiàn)場的維修工作量的新型雙流道錐形閥。錐形閥通常作為水輪發(fā)電機(jī)組旁通閥的自由排放閥，或是連續(xù)排放流量控制。由于采用倒置錐形柱塞閥芯而得名，簡稱錐形閥，又因其具有優(yōu)異的消能效果，故又稱消能閥。錐形閥除了在流道終端設(shè)置有錐形閥芯之外，所有運(yùn)動部件全部設(shè)置在閥門的過流通道外部，使得閥體內(nèi)部流道通常順滑，流量大而壓降損耗少，其在整個(gè)工作范圍內(nèi)不會產(chǎn)生氣蝕及振動；
該閥在整個(gè)工作范圍內(nèi)不會產(chǎn)生氣蝕及振動，在小流量時(shí)仍具有良好的流量控制效果。其結(jié)構(gòu)為一個(gè)固定的倒置錐形，*水力設(shè)計(jì)形體及用來降低振動的4個(gè)導(dǎo)流翼葉片支撐，流量則由外部活動套管的前后移動來控制，閥體上分別設(shè)有金屬對金屬的閥座和補(bǔ)充性的軟密封閥座，或兩者構(gòu)成了復(fù)合式的閥座確保密封性能。在排放到大氣中時(shí)，水流以寬廣的錐形角度擴(kuò)散，并分解為稀薄噴淋形態(tài)，將能量消耗在空氣之中。通常根據(jù)實(shí)際需求，可以要求控制水流區(qū)域，則在出口安裝一個(gè)不同形式的導(dǎo)流罩，這不僅能將空氣與充分水混合，而且還集中流量。錐形閥測試的結(jié)果顯示沒有明顯的振動,這取決于水流中的空氣量，當(dāng)固定錐形*開啟時(shí)，不論有導(dǎo)流罩或沒有其排放系數(shù)都是0.9左右。 
二、主要技術(shù)參數(shù)
1.閥體材料：碳鋼、不銹鋼
2.公稱壓力PN：0.6～4.0MPa
3.公稱通徑DN:200～2000mm
4.強(qiáng)度試驗(yàn)：PN×1.5
5.密封試驗(yàn)：PN×1.1
6.使用溫度T:0～70℃
7.連接形式：法蘭、焊接
8.適用介質(zhì)：水、污水
9.操作機(jī)構(gòu)：蝸輪、電動、液動、氣動（執(zhí)行機(jī)構(gòu)另附使用說明）
10.流量特性
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種新型雙流道錐形閥，包含閥座和設(shè)置在閥座上的閥芯，設(shè)置在閥芯上部的閥罩，閥座上方設(shè)有環(huán)形凹槽，閥座下方設(shè)有與環(huán)形凹槽連通的孔，其特征在于:所述閥芯包含有內(nèi)環(huán)形閥芯、密封圈和外環(huán)形閥芯；其中內(nèi)環(huán)形閥芯呈筒狀，其外部為圓柱面，其內(nèi)部下端設(shè)有凸起的內(nèi)環(huán)形臺，該內(nèi)環(huán)形臺與內(nèi)環(huán)形閥芯底部端面之間形成有內(nèi)錐面；內(nèi)環(huán)形閥芯的外部圓柱面上開有溝槽；
外環(huán)形閥芯呈筒狀，其內(nèi)部為圓柱面，外環(huán)形閥芯的高度與內(nèi)環(huán)形閥芯的高度相同；外環(huán)形閥芯外部下端設(shè)有凸起的外環(huán)形臺，外環(huán)形臺與外環(huán)形閥芯底部端面之間形成有外錐面；
密封圈裝在內(nèi)環(huán)形閥芯外部圓柱面開的溝槽內(nèi)；內(nèi)環(huán)形閥芯裝在外環(huán)形閥芯內(nèi)，且內(nèi)環(huán)形閥芯和外環(huán)形閥芯之間能相對移動；內(nèi)環(huán)形閥芯、密封圈和外環(huán)形閥芯共同組成組合式環(huán)形錐閥芯，內(nèi)環(huán)形閥芯的內(nèi)錐面和外環(huán)形閥芯的外錐面構(gòu)成組合式環(huán)形錐閥芯的兩個(gè)錐面，且組合式環(huán)形錐閥芯的兩個(gè)錐面與閥座上方的環(huán)形凹槽的邊緣相抵。
作為改進(jìn)，所述內(nèi)錐面與內(nèi)環(huán)形閥芯的外部圓柱面之間形成45度夾角，所述外錐面與外環(huán)形閥芯的內(nèi)部圓柱面之間形成45度夾角。
再改進(jìn)，所述內(nèi)環(huán)形閥芯的外部圓柱面位于閥座上方的環(huán)形凹槽的中心線面上；外環(huán)形閥芯的內(nèi)部圓柱面位于閥座上方的環(huán)形凹槽的中心線面上。直徑內(nèi)孔處的筒壁厚度相同。
再改進(jìn)，還包括內(nèi)環(huán)形閥彈簧和外環(huán)形閥彈簧，其中內(nèi)環(huán)形閥彈簧下部裝在內(nèi)環(huán)形閥芯中第二直徑內(nèi)孔的底平面上，內(nèi)環(huán)形閥彈簧上部裝在所述閥罩上部的內(nèi)壁上；外環(huán)形閥彈簧下部裝在外環(huán)形閥芯中第二臺階上，外環(huán)形閥彈簧上部裝在閥罩上部的內(nèi)壁上。
再改進(jìn)，所述閥罩中部具有一向內(nèi)軸向延伸的管狀孔，管狀孔的高度與閥罩高度相同；閥罩上部制有多個(gè)均勻分布的通孔；閥罩下部外壁上設(shè)有環(huán)形芯槽，組合式環(huán)形錐閥芯的上部設(shè)置在環(huán)形芯槽內(nèi)；環(huán)形芯槽上部制有多個(gè)均勻分布的穿孔。
再改進(jìn)，組合式環(huán)形錐閥芯的上部形成有環(huán)形凸臺，該環(huán)形凸臺與閥罩下筆的環(huán)形芯槽相配合，內(nèi)環(huán)形閥芯上部直徑內(nèi)孔的底平面與閥罩的下平面之間的距離形成內(nèi)環(huán)形閥芯上升的大高度;外環(huán)形閥芯上部臺階的底平面與閥罩的下平面之間的距離形成外環(huán)形閥芯上升的大高度。
再改進(jìn)，所述閥罩中部穿設(shè)有閥桿，閥桿的下端設(shè)置在閥座的螺紋孔內(nèi)，螺母擰在閥桿的上部從而將閥罩壓緊。
再改進(jìn)，閥座上方的環(huán)形凹槽(12)的邊緣為能與組合式環(huán)形錐閥芯的兩個(gè)錐面配合的斜面。
錐形閥大致可以分為埋設(shè)管（或過渡管）、錐形閥體、套筒、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拉桿及傳動機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部份。其閥體固定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過傳動機(jī)構(gòu)啟閉活動的外套筒，達(dá)到閥體的啟閉。它具有下列優(yōu)點(diǎn)：
1.水力條件好，具有較其它閥門高的流量系數(shù)u=0.75～0.83或更高；
2.結(jié)構(gòu)簡單，重量輕；所有傳動部件均設(shè)置在閥體之外，一目了然，便于維護(hù)檢修；
3.啟閉力小，操作輕便，可適用于無電源的中小形水利工程場所，可設(shè)置電、氣、液動操作啟閉機(jī)構(gòu)，輕松實(shí)現(xiàn)遙控或無人值守自動運(yùn)行；
4.泄流時(shí)噴出水舌為喇叭狀，空中擴(kuò)散摻氣，消能效果好，簡單消能池或不用做消能措施，如設(shè)置為淹沒式出流，則水下之消能亦甚簡單；
5.流體通過內(nèi)部4導(dǎo)流翼進(jìn)行均勻分割，不會產(chǎn)生漩渦和震動；
6.其閥門的啟閉或流量控制則由外部套管的上下移動來帶動錐形閥芯的動作實(shí)現(xiàn)控制，套筒與閥體之間通過導(dǎo)向環(huán)和O形圈實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向和密封，使閥的流量系數(shù)與閥開度具備一定的比例關(guān)系。
7.針對不同狀況和壓力的流體介質(zhì)，可以設(shè)置金屬硬密封和橡膠軟密封。采用高強(qiáng)度合金不銹鋼耐磨閥座設(shè)計(jì)的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)兼具金屬對金屬硬密封和軟密封的特性；
8.可限制發(fā)散角度，使流體分解為稀薄噴淋形態(tài)或環(huán)狀對流達(dá)到?jīng)_擊抵消的目的。同時(shí)適應(yīng)不同現(xiàn)場的需求。
9.根據(jù)閥門水平線與中軸線的夾角大小，以180°水平安裝為常見，此外采用的方式有45°，60°、90°；
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:閥芯由內(nèi)環(huán)形閥芯、O形密封圈和外環(huán)形閥芯共同組成，且內(nèi)環(huán)形閥芯和外環(huán)形閥芯的相對位置是可以調(diào)整的、O形密封圈可以密封，由于內(nèi)環(huán)形閥芯和外環(huán)形閥芯的錐面可以分別與閥座的錐面進(jìn)行研配，兩者組裝后，相對位置可以調(diào)整，因此對組合式環(huán)形錐閥芯和閥座的加工精度要求不是很高，即對組合式環(huán)形錐閥芯和閥座的內(nèi)、外兩環(huán)形錐面的中心線尺寸的誤差值要求不是很高。另外，在工作現(xiàn)場閥組的修復(fù)中，內(nèi)環(huán)形閥芯和外環(huán)形閥芯可以分別修復(fù)，進(jìn)行組裝、調(diào)整相對位置后，在內(nèi)環(huán)形閥彈簧和外環(huán)形閥彈簧的彈簧力作用下，即能保證組合式環(huán)形錐閥芯與閥座的密封性，大大減少了維修的工作量。
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