[其他]一种新的热双金属疏水阀

说明书

本实用新型涉及汽水阀或从贮存气体或蒸汽的密闭容器中排放液体的装置，特别是用于蒸汽管网中排放凝结水，在蒸汽管网中，为了排除凝结水，防止管网堵塞，在其尾端须装上疏水阀，疏水阀的设计和性能直接影响到蒸汽系统的使用效率。用于蒸汽管网中的疏水阀有多种，热双金属疏水阀是目前最通用的一种，由于该种疏水阀主要是根据不锈热双金属的性能进行设计的，因此采用不同形状，不同性能的不锈热双金属，其疏水阀的性能不同，达到的效果不同。目前使用的热双金属疏水阀，其性能都不够理想，即使同本实用新型较接近的使用菱形控制元件的西德Gestra工程公司研制的BK型系列疏水阀也有诸多缺点，主要是它们动作不够灵敏，因而漏气量较大，关闭性能不是很理想，当蒸汽压力有大幅度的波动时，疏水阀不能自动调节，只能借助于人工调节，失去了其功效，给使用和操作带来了困难，针对疏水阀存在的这些问题，人们从改造疏水阀的结构出发，作了许多尝试，以期达到理想的效果，但都不曾有突破性和结果。本实用新型为了克服上述问题，从使用的材料着手，对原有疏水阀的形状作了相应的改变，提供了一种既能在蒸汽压力有大幅度波动时能自动调节的，又有良好阻气性能的、节能的新的热双金属疏水阀，该疏水阀经过试验达到良好的效果。

本热双金属疏水阀采用菱形不锈热双金属片作控制元件，还包括壳体、阀芯、阀座、过滤网、弹簧片等元件，它根据蒸汽的热动力和控制元件的热静力作用的原理，采用特殊性能和特殊内角的菱形双金属控制元件，随温度变化控制阀门关闭和开启，达到良好的阻气疏水功能。

图1.热双金属疏水阀的结构图。

图2.常温下热双金属疏水阀的工作示意图。

图3.高温下关闭时热双金属疏水阀的工作示意图。

图4.高温下开启时热双金属疏水阀的工作示意图。

参照图1，热双金属疏水阀包括一阀盖〔1〕，一菱形双金属控制元件〔2〕，一阀芯〔3〕，一阀座〔5〕，一过滤网〔6〕，一弹簧片〔7〕，热双金属阀门的结构使蒸汽管网打开，蒸汽和凝结水进入疏水阀，半球状阀瓣〔4〕受力，作用在阀瓣〔4〕上的力引起热双金属控制元件〔2〕产生弹性变形，锥形阀芯〔3〕向下位移，从原先的同阀座〔5〕闭合状态变为开启，凝结水排出。在蒸汽的热作用下，热双金属控制元件〔2〕产生热变形，形成盘状，对阀芯〔3〕产生一个向上的热拉力，阀芯〔3〕产生位移，阀瓣〔4〕和阀座〔5〕紧紧贴合，疏水阀关闭。

为了说明问题，现据图简要说明一下热双金属疏水阀的工作原理。

在常温下，热双金属控制元件〔2〕呈平直状态，弯曲形状的弹簧片〔7〕对阀芯〔3〕产生不大的拉力，此时阀芯〔3〕的位置是固定的，处于关闭状态的热双金属疏水阀如示意图2所示。

当蒸汽进入阀内，热双金属控制元件〔2〕接触到蒸汽后，受热弯曲，中间拱起。由于热双金属控制元件〔2〕由两片组成一组，多组叠加在一起，控制元件的中心间距离增大，控制元件〔2〕对阀芯〔3〕产生了足够的热拉力，使阀芯〔3〕向上位移，阀瓣〔4〕与阀座〔5〕紧紧贴合，疏水阀紧闭，此时的疏水阀示意如图3。

由于管路中热交换的不断进行，凝结水不断产生，流入疏水阀，当凝结水增加到一定数量后，阀内温度比刚刚关闭时蒸汽温度有明显降低，控制元件〔2〕热变形变小，中心间距变小，在蒸汽压力的作用下，使阀开启，凝结水排出，此时示意图如图4所示。

如果排出凝结水的速率与管路中产生凝结水的速率平衡的话，只要换热器不断地在工作，疏水阀就不断地排出凝结水，呈连续排放状态，当阀排放率大于管路产生的凝结水速率时，疏水阀以间断形式排放凝结水。

就上述过程可以看出，由于蒸汽的热作用，热双金属控制元件产生了热变形，使阀芯向上位移，由于蒸汽的动力作用，阀芯对控制元件产生拉力，使控制元件产生弹性变形，又使阀芯向下位移，如此阀芯产生了开启力和关闭力，使疏水阀产生了关闭和开启动作，从而有阻汽排水功能。

在蒸汽恒温恒压下，该疏水阀很容易正常工作，然而在大多数蒸汽管路中，蒸汽压力和温度是有很大波动的，蒸汽压力和温度的大幅度波动使控制元件上的热静力和蒸汽的热动力发生了很大的波动，从而使关闭力和开启力产生了很大的波动，如果热静力（关闭力）远远大于热动力（开启力）疏水阀总是处于关闭状态；反之，总是处于开启状态；则疏水阀就失去了阻汽排水的功能。