大流量煤气压力调节阀.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101105238A
(43)申请公布日2008.01.16

(21)申请号CN200710016458.6

(22)申请日2007.08.09

(71)申请人山东大学
地址250061山东省济南市历下区经十路73号

(72)发明人王勇刘延俊谢玉东孔祥甄

(74)专利代理机构济南圣达专利商标事务所

代理人李健康

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称
大流量煤气压力调节阀

(57)摘要
本发明专利公开了一种大流量煤气
压力调节阀。该调节阀主要利用输入压力
信号的变化，通过液压缸驱动调节阀阀芯
移动进行流量调节。调节阀带有高频颤振
机构。高频颤振机构可以产生频率、幅
值、颤振信号方向和信号形式可变的高频
颤振。调节阀设有外泄腔，阀芯中带有压
力平衡腔。调节阀结构简单，抗偏能力
强，执行速度快，具有智能故障自诊断功
能，可以根据调节阀状态实现零点和行程
的自动调整，优化响应灵敏度，消除焦油
堵塞影响。特别适用于钢厂循环发电工程
中大流量煤气实现快速压力调节，同时也
适合用于火力发电、核电、化工等流体的
调节控制。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.大流量煤气压力调节阀，包括阀体、阀芯、支架、液压缸、方向控制阀、油箱和
计算机控制系统，其特征在于：液压缸的活塞通过活塞杆与阀芯连接，液压缸的输
入接头和输出接头分别与方向控制阀和油箱相连接，方向控制阀连接计算机控制系
统。

2.根据权利要求1所述的大流量煤气压力调节阀，其特征在于：所述的液压缸的活
塞内设有高频颤振器，高频颤振器通过支架部位的活塞杆内腔的电线与计算机控制
系统连接。

3.根据权利要求1所述的大流量煤气压力调节阀，其特征在于：支架的下端与活塞
杆连接部位设有外泄腔，外泄腔与阀芯上部的煤气腔连通。

4.根据权利要求1所述的大流量煤气压力调节阀，其特征在于：所述的阀芯内设有
压力平衡腔，将阀芯的底部与顶部连通。

说明书

一、技术领域

本发明专利属于机械制造领域，特别涉及到大流量流体压力控制的调节装置。

二、背景技术

钢厂循环发电工程采用的燃气轮发电机组，要求输入的煤气压力稳定，煤气的稳压
目前均采用压力调节阀实现。煤气压力波动大，会引起严重的喘振。为防止喘振，
压力调节阀必须能够快速响应，快速打开或关闭。输入每台燃气轮机的焦炉和高炉

混合煤气供给量约90000立方米/小时，管道直径可达φ1400mm，调节阀开启关闭
行程较大。在如此大流量下，通过普通的大型压力调节阀，实现压力稳定、实现快
速响应是十分困难的，主要原因是由于动态响应慢、滞后。压力不稳定，是导致发
电设备停机的重要原因和隐患。

传统大型压力调节阀响应慢且响应滞后，不能适应循环发电工程中大流量煤气的压
力稳定。调节阀响应时间主要取决于执行机构。常用的执行机构有气动和电动执行
机构。气动执行机构采用压缩空气或氮气作动力源，抗偏离能力差，不适于快速响
应和大的执行机构。电动执行机构由电机、减速齿轮箱、控制箱等组成。由于电机
要经过减速，执行机构速度甚至比气动执行机构还要低。当实现大的推力时，电动
执行机构体积庞大，而且其封闭的结构会产生热，安全性降低。执行机构特性影响
整个系统的动态特性和动态响应时间。压力调节阀响应滞后则主要取决于系统的滞
环特性，即死区的影响，摩擦是影响死区的主要因素之一。

三、发明内容

本发明的主要目的是采用液压驱动的执行机构，提高大型压力调节阀动态响应时间，
消除响应滞后，使其适用于大流量流体的压力控制。

本发明是通过以下技术方案实现的：

大流量煤气压力调节阀，包括阀体、阀芯、支架、液压缸、方向控制阀、油箱和计
算机控制系统，其液压缸的活塞通过活塞杆与阀芯连接，液压缸的输入接头和输出
接头分别与方向控制阀和油箱相连接，方向控制阀连接计算机控制系统。液压缸的
活塞内设有高频颤振器，高频颤振器通过支架部位的活塞杆内腔的电线与计算机控
制系统连接，支架的下端与活塞杆连接部位设有外泄腔，外泄腔与阀芯上部的煤气
腔连通。阀芯内设有压力平衡腔，将阀芯的底部与顶部连通。

所述大流量煤气压力调节阀设计特点在于调节阀采用液压执行机构。液压缸的活塞
通过活塞杆与阀芯连接，液压缸的输入接头和输出接头分别与方向控制阀和油箱相
连接，使液压缸驱动阀芯上下移动。液压缸由计算机控制系统控制，这样可以发挥
电器的响应速度快，液压输出力大的优点，也可实现阀的快速响应，提高阀的可靠
性。

所述大流量煤气压力调节阀设计特点在于液压缸驱动可以间歇工作。当输入信号与
调节阀开度平衡时，液压缸驱动停止