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(mén)在安裝的時(shí)候需要按照閥門(mén)的說(shuō)明書(shū)以及有關(guān)的規(guī)定來(lái)進(jìn)行安裝，在施工的過(guò)程中一定要先認(rèn)真檢查，精心施工，在閥門(mén)安裝之前要經(jīng)過(guò)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(mén)的相關(guān)規(guī)格，型號(hào)和圖形是不是相符合的，檢查閥門(mén)的各個(gè)零件是不是完好無(wú)損的，在啟動(dòng)閥門(mén)時(shí)是不是靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的當(dāng)確認(rèn)無(wú)誤之后就可以正常進(jìn)行安裝。
在進(jìn)行固定錐形閥閥門(mén)安裝的時(shí)候，閥門(mén)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(mén)的中心和手輪離操作地面1.8米是，要對(duì)使用比較多的閥門(mén)和安全閥門(mén)的操作平臺(tái)，閥門(mén)比較多的管道就盡量集中在平臺(tái)上進(jìn)行操作。水平管道上面的閥門(mén)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(mén)事故，落地的閥門(mén)不可歪斜安裝，以免操作不便。
在安裝固定錐形閥閥門(mén)時(shí)，靠近的管子可以使用管鉗，但是閥門(mén)本身則需要使用普通扳手。并且還要使閥門(mén)處于半閉狀態(tài)，防止閥門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)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(mén)流道平滑，流量系數(shù)大，水力阻力小，過(guò)流能力強(qiáng)，對(duì)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(kāi)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(dòng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9234-2008《機(jī)動(dòng)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(huì)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(chǎng)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(chǎng)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(wèn)題是針對(duì)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(chǎng)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(jiǎn)稱(chēng)錐形閥，又因其具有優(yōu)異的消能效果，故又稱(chēng)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(dòng)部件全部設(shè)置在閥門(mén)的過(guò)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(huì)產(chǎn)生氣蝕及振動(dòng)；
該閥在整個(gè)工作范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生氣蝕及振動(dòng)，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(lái)降低振動(dòng)的4個(gè)導(dǎo)流翼葉片支撐，流量則由外部活動(dòng)套管的前后移動(dòng)來(lái)控制，閥體上分別設(shè)有金屬對(duì)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(cè)試的結(jié)果顯示沒(méi)有明顯的振動(dòng),這取決于水流中的空氣量，當(dāng)固定錐形*開(kāi)啟時(shí)，不論有導(dǎo)流罩或沒(méi)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(chēng)壓力PN：0.6～4.0MPa
3.公稱(chēng)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(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)另附使用說(shuō)明）
10.流量特性
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)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(tái)，該內(nèi)環(huán)形臺(tái)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(kāi)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(tái)，外環(huán)形臺(tái)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(kāi)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(duì)移動(dòng)；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(tái)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(tái)，該環(huán)形凸臺(tái)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(tái)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(guò)渡管）、錐形閥體、套筒、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拉桿及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部份。其閥體固定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)啟閉活動(dòng)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(mén)高的流量系數(shù)u=0.75～0.83或更高；
2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕；所有傳動(dòng)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(wú)電源的中小形水利工程場(chǎng)所，可設(shè)置電、氣、液動(dòng)操作啟閉機(jī)構(gòu)，輕松實(shí)現(xiàn)遙控或無(wú)人值守自動(dòng)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(jiǎn)單消能池或不用做消能措施，如設(shè)置為淹沒(méi)式出流，則水下之消能亦甚簡(jiǎn)單；
5.流體通過(guò)內(nèi)部4導(dǎo)流翼進(jìn)行均勻分割，不會(huì)產(chǎn)生漩渦和震動(dòng)；
6.其閥門(mén)的啟閉或流量控制則由外部套管的上下移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)錐形閥芯的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，套筒與閥體之間通過(guò)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(kāi)度具備一定的比例關(guān)系。
7.針對(duì)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(duì)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(duì)流達(dá)到?jīng)_擊抵消的目的。同時(shí)適應(yīng)不同現(xiàn)場(chǎng)的需求。
9.根據(jù)閥門(mén)水平線與中軸線的夾角大小，以180°水平安裝為常見(jiàn)，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(duì)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(duì)位置可以調(diào)整，因此對(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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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