熱控冷凝水排放閥的製作方法

2023-05-10 14:08:36

專利名稱：熱控冷凝水排放閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷凝水排放閥，用於自動地排放各種蒸汽設備和各種蒸汽管道產生的冷凝水，特別涉及一種熱控冷凝水排放閥，以適用於把低於所需溫度的冷凝水排放出系統，所述排放閥使用含有介質的溫度控制元件，所述的介質被蒸汽加熱而膨脹，被冷凝水冷卻而收縮。
此類熱控冷凝水排放閥採用帶有閥體的閥身，蒸汽或冷凝水進入該閥體，溫度控制元件設置在該閥體中。用於此類熱控冷凝水排放閥的溫度控制元件包括兩個圓盤形的板片部件，一個上板和一個下板，至少具備一片隔膜片在兩個板片之間，隔膜片的外圓周邊緣同兩個板片固定在一起，上板和隔膜片之間形成的內空間容納可膨脹的介質，該介質的隨溫度的變化而變化。而且在隔膜片的相對於可膨脹介質的另一側面連帶著一個閥件。
在此類冷凝水排放閥中，因為隔膜片和閥件取代了閥門部件執行開關的動作，由特別薄的構件組成的隔膜片經常損壞，造成冷凝水排放閥不能完全地實現其功能;因此，為加強隔膜片而用多片膜片來組成隔膜的方案迄今為止被廣泛使用，正如在DE-2630038 B1裡所展示的。U.S.Pat No.4，955，536專利在附圖裡也展示了一種多片的隔膜片，該多片的隔膜片的展示不依賴於它們所涉及的該專利中所建議的技術內容。還有，在美國專利U.S.Pat.No.4，013，220和歐洲專利EP-A-0012267中，展示了另一已知的採用這種相同技術水平的多片隔膜片的冷凝水排放閥。
另外還有，本專利申請的發明人提交了別的熱控冷凝水排放閥的專利申請，所述熱控冷凝水排放閥在隔膜片損壞的情況下也能排除冷凝水，即美國專利申請No.07/851，388，歐洲專利申請No.92104066.3，中國專利申請No.92101656.5，涉及這一發明的美國專利(U.S.Pat.No.5，197，669)。該發明包括溫度控制元件，該元件中有在上板和第一隔膜片之間的容納可膨脹介質的封閉腔室，一個閥件連接於第二隔膜片，第二隔膜片和閥體各自有一通孔。
在如上所述的採用多片隔膜片的熱控冷凝水排放閥中，進入閥體的高溫蒸汽流引起可膨脹介質的膨脹，從而使每個隔膜片朝著關閉閥門的方向移動，這樣使下隔膜片(第二隔膜片)連帶的閥件或隔膜片進入與閥座靠合的位置，相應地，閥座上形成的排放通道關閉。這就是說可防止蒸汽排出。在另一方面，進入閥體的低溫冷凝水引起可膨脹介質收縮，從而使每個隔膜片朝著開啟閥門的方向移動，這樣使閥件或隔膜片本身脫離靠合閥座的位置並打開排放通道，從而將冷凝水從系統中排放出去。
然而，上述結構的熱控冷凝水排放閥存在著這樣的問題，這就是在進口處的流體不具備足夠壓力的情況下，排放通道不能被打開。也就是說，當可膨脹介質收縮時，容納有可膨脹介質的腔室的壓力成反方向狀態，使得上隔膜片(第一隔膜片)向著開啟閥門的方向移動;然而，由於進口處流體的壓力微弱，與閥件特別吻合的下隔膜片，不能隨同上隔膜片一起移動，這就是說，它不能朝著開啟閥門的方向移動，因而沒有使得閥件從靠合閥座的位置離開，排放通道不能打開。例如，在使用蒸汽的設備或相同裝置中，在輸送蒸汽的初始階段系統內的壓力溫度都是低的，上隔膜片朝著開啟閥門的方向移動;然而，下隔膜片保持在關閉閥門的位置，所以，冷凝水不能被迅速地排出，數量相當的冷凝水積存在排放閥中，其結果是降低機器的效率。
更進一步，因溫度的變化會引起採用多個隔膜片結構的熱控冷凝水排放閥中的隔膜片部分地移動，上述結構包括為了使多個隔膜片能夠整體地運動而將膜片與閥件相連接的結構，或者是將下隔膜片與閥件功能性組合的結構，在可膨脹介質的溫度接近開啟或關閉轉換點溫度的情況下，致使開啟或關閉閥門的運作細微地重複如同在顫動，從而存在錯誤動作的危險而洩漏蒸汽。除此之外，這種部分性的位移造成閥件過早地磨損，從而造成蒸汽洩漏。
本發明的目的是提供在進口的流體的壓力相對微弱的情況下使排放通道也開啟的冷凝水排放閥，該閥的運作在初始階段就是穩定的。
本發明的另一個目的是提供執行間歇性地開啟和關閉運作的冷凝水排放閥，以防止洩漏蒸汽的錯誤作動和閥件過早地磨損。
為實現上述兩項目的，根據本發明的熱控冷凝水排放閥包括帶有進口的閥殼，閥體和出口;
置於閥體和出口之間的具有排放通道的閥座;
溫度控制元件位於閥體之中，所述溫度控制元件包括有兩個圓盤形的板件，一個上板和一個下板，至少兩片隔膜片，一個上片和一個下片，它們的圓周外緣固定在所述板件之間，和封閉在上板和上隔膜片之間的可膨脹介質，與下隔膜片相吻合的閥件，所述下隔膜片加工成使其對壓力的變化比上隔膜片更為敏感的形狀。
為更確定地實現第二個發明目的，上隔膜片彎曲成朝向可膨脹介質的凸圓狀，使其具有片彈簧的功能以承受可膨脹介質體積的變化。
更有利的是至少下隔膜片製成波紋形，由於上隔膜片和下隔膜片是不同的形狀，所以兩隔膜片之間的接觸變成線接觸或點接觸。
下隔膜片可以做得比上隔膜片更薄。
最好用比上隔膜片更富有彈性的材料製作下隔膜片。
本發明的上述的和其它的目的和特徵將通過閱讀以下的說明和附圖變得更加明顯，其中附

圖1是根據本發明實施例的熱控冷凝水排放閥的剖視圖，表示閥開啟的狀態。
附圖2與圖1相對應的排放閥的剖視圖，表示閥關閉的狀態。
本發明將通過實施例加以解釋。
參照附圖1，上殼體1和下殼體2用螺紋相互連接在一起，形成具有閥體3的閥殼。上殼體1和下殼體2各自形成進口4和出口5。
用螺紋把閥座7固定在閥體3和出口5之間的隔板6上。
在閥座7中同具備聯結閥體3和出口5的貫通排放通道8。
溫度控制元件9容納於底部的圓筒狀裝配件22之中，該圓筒底部的內圓周邊緣夾持在隔板6和閥座7之間，因此，溫度控制元件置於閥座7的上方。裝配件22圓周壁上開有許多窗口26，以使冷凝液流通。溫度控制元件9包括上板11，第一隔膜片14，可膨脹介質15，閥件16，第二隔膜片18夾持在閥件16和分開的環狀部件17之間，下板19開有供閥件16進入的中心孔。閥件16，環形件17和第二隔膜片18分別形成通孔21，所述通孔聯結第一隔膜片的下表面和排放通道8。
可膨脹介質15從上板11上的注入口10注入由上板11和第一隔膜片14形成的容納腔室13，注入口10由塞件12蓋住並封閉。可膨脹介質15是一種沸點低於水或其混合物沸點的水溶液。
閥件16移過和移出靠合閥座7的位置來開啟和關閉排放通道8。第一隔膜片14和第二隔膜片18的外圓周面夾在上板11和下板19之間並固定位。在上板11下表面的中間區域固定有制動件20用於限制因可膨脹介質15收縮而引起的隔膜片14和18的移動。
正如從圖1可以看出的，第一隔膜片彎成向上的凸圓形狀。在另一方面，第二隔膜片加工成有許多同心圓的波紋形狀。第二隔膜片的波紋形狀計入了減少一體化的隔膜片和閥件16移動阻力的要求。在彎曲形狀的第一隔膜片14的片彈簧的功能因厚度或類似原因強於預先設定的功能的情況下，第一隔膜片也可以製成波紋形狀以平衡力度、片彈簧功能和位移的特性。一般來說，第一隔膜片形成的波紋小於第二隔膜片的波紋。這些隔膜片的每片也可用多張膜片構成。
第一隔膜片和第二隔膜片的整體構造不同，結果是兩隔膜片互間的接觸變成只能是線接觸，所以可靠地避免了它們之間相互貼合的整體運動。
下板件19的表面是彎曲的，它同第二隔膜片的下表面會靠在一起，所以當閥件16進入同閥座7靠合在一起的位置時，它基本上恰好符合第二隔膜片的波紋形狀。
過濾網23夾持在上殼體1和裝配件22之間，在所述過濾網23和溫度控制元件9的上板11之間，具備螺旋形彈簧24，所述彈簧向下偏壓在溫度控制元件19上，其結果是下板件19的下表面同裝配件22的內表面的臺階形部分25形成壓力接觸。
在運行中，在經入口4流進閥體3的流體是低溫冷凝液的情況下，可膨脹介質15收縮，如圖1所示，結果是第一隔膜片14向上移動，因由於在閥體3中液體的壓力，第二隔膜片18向上提起。第二隔膜片的向上位移引起閥件16脫離靠合閥座7的位置，由此開啟排放通道8。這樣，冷凝液從出口5排出。
與閥件16相吻合的隔膜片18製成因壓力作用而容易移動的形狀，計入了閥件和第二隔膜片的全部重量，因此，即使是在進口的流體的壓力相對微弱時的初始運作時，閥門開啟的動作也是平穩的。
低溫流體即冷凝水排除後，當高溫蒸汽使得閥體中的溫度升高時，可膨脹介質15膨脹，結果是第一和第二隔膜片14，和18向下移動，相應地閥件16進入靠合閥座7的位置，於是排放通道8關閉防止蒸汽外流。
當閥件16進入靠合閥座7的位置，在第二隔膜片18的下表面和下板19的上表面之間有一個微小的間隙;然而，當可膨脹介質繼續膨脹時(過熱狀態)，溫度控制元件9在裝配件22之中向上移動作用於螺旋彈簧24的偏壓力，致使第二隔膜片18的下表面和下板19的上表面之間緊密接觸。
在上述實施例中，第一隔膜片具有向上凸圓狀彎曲的結構使其具有承受可膨脹介質體積變化的功能，同時上隔膜片和下隔膜體具有不同的形狀，致使(ⅰ)在入口處壓力微弱的狀態下平穩地開啟排放通路(ⅱ)閥門開啟和關閉的運作是間歇性的，粗看起來認為二者之間是相互矛盾的;然而，兩件隔膜片各自可以是不同厚度的。這也就是說，向上凸圓狀彎曲的結構使兩個隔膜片能夠承受可膨脹介質體積的變化，同時，為了解決壓力微弱時開啟閥門運作的問題，第二隔膜片做得更薄。
另一種選擇是，兩片隔膜片的材料可以是不同的。例如，第一隔膜片可以由不鏽鋼構成，或者是鎳相合金，鎳鉻鉬合金或鎳鉻鉬鐵合金，這三種合金是典型的鎳基合金(產品名稱)，第二隔膜片可以由磷銅或耐熱像膠構成。進一步說，在都使用不鏽鋼製造兩隔膜片的情況下，它們的碳含量可以不同或者使用化學組分不同的不鏽鋼。
權利要求
1.一種熱控冷凝水排放閥包括閥殼(1)(2)，具有入口(4)，閥體(3)和出口(5)；閥座(7)，設置於所述閥體(3)和所述出口(5)之間，具有排放通道(8)；溫度控制元件(9)，設置在閥體(3)中，所述溫度控制元件(9)包括兩圓盤形的板件，一為上板(11)和一為下板(19)，至少兩隔膜片，一為上片(14)和一為下片(18)，通過其外圓周邊緣固定在所述板件之間，和可膨脹介質(15)封閉在所述上板(11)和所述上隔膜片(14)之間，閥件(16)吻合於所述下隔膜片；所述下隔膜片加工成使其成為對壓力的變化比上隔膜片更敏感的形狀。
2.如權利要求1的熱控冷凝水排放閥，其中所述上隔膜片(14)凸曲狀地朝向可膨脹介質(15)的一側，使其具有片彈簧的功能，以承受所述可膨脹介質(15)體積的變化。
3.如權利要求1所述的熱控冷凝水排放閥，其中至少使所述的下隔膜片(18)具有波紋的形狀，因此上隔膜片(14)和下隔膜片(18)具有不同的形狀，使兩片隔膜片之間的接觸成為線接觸和點接觸。
4.如權利要求1所述的熱控冷凝水排放閥，其中所述的下隔膜片(18)薄於所述的上隔膜片(14)。
5.如權利要求1所述的熱控冷凝水排放閥，所述下隔膜片(18)的材料比上隔膜片(14)的材料更富有彈性。
全文摘要
熱控冷凝水排放閥，按照可膨脹介質(15)體積的變化執行開啟和關閉的動作，包括至少兩個隔膜片(14、18)和配合於下隔膜(18)的閥件(16)。將下隔膜片(18)加工成對壓力比上隔膜片(14)更敏感的形狀，當進口處流體的壓力相對微弱時能開啟排放通道，在間歇性地執行開啟和開閉動作的同時自初始階段便穩定地運作。
文檔編號F16T1/10GK1099099SQ9410663
公開日1995年2月22日 申請日期1994年5月13日 優先權日1993年5月14日
發明者湯本秀昭 申請人:Tlv有限公司