技术摘要：
本发明属于管道工程技术领域，具体涉及一种充压先导式高温高压迷宫阀。本发明技术方案引入充压式先导结构，通过关闭先导阀，在阀门关闭状态时将不平衡力作用在主阀芯上表面，提高密封副密封比压，提升密封等级；通过打开先导阀，实现调节状态下主阀芯上下表面压力的平  全部
背景技术：
在石油、化工、海上平台等行业中，在以蒸汽放空为代表的工位上，对调节阀往往 有以下要求： 1、阀门耐受高温高压。介质以过热蒸汽为主，要求阀门能够耐受高温；因温度和压 力交变大，外密封位置使用普通缠绕式垫片寿命较短，要求更为可靠的密封方式。 2、阀门减压效果好。因介质压差较大，要求内件减压效果较好，通过内件实现多级 减压，降低系统的噪声。 3、阀座密封等级高。此调节阀类似带调节功能的安全阀，只有在管网系统超压时 才要求阀门开启和调节，其余时间则要求阀门能够紧密关断：一是避免介质流失造成不必 要的浪费，二是防止缝隙流对阀芯造成冲刷，导致密封失效。 4、阀门能够快速打开，动作稳定。阀门动作时往往系统已经超压，如阀门不能够快 速开启排放介质，会造成系统压力进一步升高，导致严重安全事故的发生；零部件处于高压 环境中，要求关键动作部件免受直接冲击，动作平稳。 高温工况下，橡胶等材料无法使用，结构件只限于金属和石墨。在应对外密封方 面，常用结构为伍德密封，但结构较为复杂，维修更换不方便；为实现阀门快速开启，需要降 低介质不平衡力以降低执行机构尺寸。常用结构有两种：一种为通用平衡式，采用主阀芯开 孔的方式实现上下腔压力的平衡，但该结构密封性能不能保证，密封等级往往达不到要求； 一种为泄压先导平衡式，通过开启先导泄压阀实现高压泄放，平衡上下腔压力，该结构密封 效果比普通平衡式好，但需要在主阀芯导向槽上安装多道金属导向环，实现阀门的导向和 辅助密封，受限于密封环的高温膨胀，动作过程极易卡涩，导致阀门无法正常开启。 在实现减压功能方面，有采用多级套筒的，因为减压级数较少，减压效果较差；也 有选用迷宫减压内件的，这本没有问题，但为了同时保证先导阀功能的实现(该结构要求介 质只能高进低出，流关流向)，介质只能从迷宫芯包外部流向内部，不符合流体减压原理：经 过多级减压后的介质压力降低、密度减小，流通面积理应扩张，但该结构迷宫芯包内部的面 积远小于外部，面积不增反降，介质再次被压缩，导致二次加速；阀门的压差很大部分被流 阻较大的阀座承担，相当于介质直接从阀座处以较高压力放空，介质超声速流动，形成二次 噪声，迷宫内件的减压降噪效果大打折扣。 传统的技术方案由于面临上述不足，因此亟需研制一种充压先导式高温高压迷宫 阀，从而解决上述问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种充压先导式高温高压迷宫阀，从而能在高温 高压工况下，实现较高的密封等级；能够快速打开；能实现符合减压原理的介质减压降噪； 5 CN 111609146 A 说　明　书 2/7 页 外密封结构简单，易于维护；阀门振动小，动作不卡涩。 为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是： 一种充压先导式高温高压迷宫阀，充压先导式高温高压迷宫阀包含阀体1，一体式 迷宫组合阀座组件2置于阀体1内，阀体1和一体式迷宫组合阀座组件2之间装有缠绕垫20； 均流套筒3置于一体式迷宫组合阀座组件2之上； 填料函7置于均流套筒3之上； 自密封环8置于阀体1与填料函7之间； 中法兰10置于自密封环8之上，通过螺栓一13、螺母一14、碟簧一15与阀体1紧定； 阀芯组件4的一端置于填料函7内，阀芯组件4和填料函7之间装有填料组件5和填 料压套12，填料压套12通过螺栓二17、螺母二18、碟簧二19固定在填料函7之上； 阀芯组件4另一端置于均流套筒3和一体式迷宫组合阀座组件2之内； 阀体1、一体式迷宫组合阀座组件2、均流套筒3、阀芯组件4、填料组件5、填料函7、 自密封环8、中法兰10、填料压套12、缠绕垫20装配后同轴心； 一体式迷宫组合阀座组件2由阀座21、芯包底盖22、迷宫芯包23焊接连接而成，为 半封闭式腔体结构，介质由阀座21流入，由未被遮挡的迷宫芯包23流出； 阀座21带有密封面，与阀芯组件4形成密封副； 迷宫芯包23由多个带有流道的迷宫盘片231堆叠焊接形成；阀芯组件4包含主阀芯 42、导阀43、导阀弹簧44、导阀压盖45、阀杆46及螺栓48；导阀弹簧44置于导向槽425内，导阀 43压在弹簧44之上，通过紧定螺栓48，导阀压盖45固定在主阀芯42上表面，限制导阀43向上 移动，并压缩导阀弹簧44，形成导阀弹簧44的安装载荷； 主阀芯42为一体加工形成，下部为空心的芯包遮挡环421，芯包遮挡环421中空部 分做为介质流路； 主阀芯42中部开有多个周向均匀分布的方形流通窗口422，介质由方形流通窗口 422进入迷宫腔体； 主阀芯42外圆含有经过硬化处理的两段式阀芯导向面423，两段式阀芯导向面423 与均流套筒3形成导向结构； 主阀芯42中部设置导阀座424，与导阀434形成密封副，导阀座424外围凹陷，设置 弹簧导向槽425，保证弹簧44运动过程中的对中性，流通窗口422上方设置阀芯密封面426， 与阀座21形成密封副； 导阀43开有多个圆形平衡孔431，保证导阀43上下表面的压力平衡，同时形成导阀 的介质通路； 导阀43的上表面432与导阀压盖45相抵，形成导阀的上限位； 导阀43的下表面433与弹簧44相抵，并压缩弹簧； 导阀43的底部设置密封面434，与导阀座密封面424形成密封副； 导阀43通过螺纹与阀杆46连接为一体； 导阀弹簧44的张力保证导阀43在阀门调节过程中为打开状态； 导阀压盖45为中空盘形，通过螺栓48紧固在主阀芯42之上； 阀杆46与执行机构相连接，通过执行机构提升与下压阀芯组件4，实现导阀43、主 阀42的开启与关闭； 6 CN 111609146 A 说　明　书 3/7 页 当阀杆46受到向下的力，导阀43、主阀42一起向下运动，直至主阀42关闭，阀杆46 继续向下，并克服导阀弹簧44的张力时，导阀密封面434与导阀座密封面424贴合，导阀关 闭； 当阀杆46到受到向上的力，导阀弹簧44将导阀43顶起，导阀43打开，阀杆46继续向 上，则主阀42进一步开启； 均流套筒3由内套筒31和外套筒32通过上盖板33和下盖板34连接组成； 内套筒31由同轴心的多根筋构成，与阀芯导向面423形成导向； 外套筒32开有密布均流圆孔，使介质产生均匀周向流动； 上盖板33和下盖板34对内套筒31和外套筒32进行定位，通过焊接成为一体； 自密封环8为楔形零件，外侧为与阀体1小间隙配合的圆环，内侧与填料函7之间有 1°角度差，二者之间为线接触； 通过紧定螺栓一13、螺母一14、碟簧一15，自密封环8被压紧，与填料函7之间紧密 贴合，形成自密封环8与填料函7的初始密封； 在螺栓压紧力与角度差的作用下，自密封环8径向尺寸变大，填充自密封环8与阀 体1之间的间隙，形成自密封环8与阀体1的初始密封； 当阀内充满介质后，介质力和温度将导致自密封环8变形进一步增加，形成自密封 环8与填料函7、自密封环8与阀体1的工作密封； 通过紧定螺栓二17、螺母二18、碟簧二19，填料压套12压缩填料组件5，形成阀杆46 和填料函7之间的密封； 通过紧定螺栓一13、螺母一14、碟簧一15，自密封环8将力传递到均流套筒3和一体 式迷宫组合阀座组件2，压紧缠绕垫20，形成阀座21与阀体1之间的密封； 提升阀座密封等级、缩短开关时间由导阀43的关闭和开启实现。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，迷宫盘片231的流道由多 级直角转弯构成，流道尺寸由入口向出口方向渐扩，面积逐渐增大。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，迷宫盘片231的流道数量 根据流量大小、流通特性进行调节。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，通过上下移动改变芯包 遮挡环421对迷宫芯包23的遮挡面积。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，芯包遮挡环421的长度与 迷宫芯包23有效长度相当。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，芯包遮挡环421的直径与 迷宫盘片231内径相当。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，主阀芯42中部开有多个 周向均匀分布的方形流通窗口422，窗口总面积大于阀座21喉径面积。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，导阀弹簧44在4寸以上阀 门中采用圆柱形压缩弹簧。 进一步的，如上所述的一种充压先导式高温高压迷宫阀，导阀弹簧44在4寸以下阀 门中采用碟簧。 本发明技术方案的有益效果在于：本发明在高温高压状态下，关闭状态时通过将 7 CN 111609146 A 说　明　书 4/7 页 不平衡力作用在主阀芯上，提升了阀门密封等级，避免了不必要的介质浪费；在调节过程中 通过打开先导阀实现了主阀芯上下表面压力的平衡，降低执行机构尺寸，既节省了空间和 成本，又缩短了动作时间，保证了系统安全；均流套筒实现了介质的均匀周向流动，保护阀 杆免受介质直接正面冲击，延长了阀杆使用寿命；套筒与阀芯组件导向使阀门动作平稳不 卡涩，保证了调节精度和可靠性；通过结构简单的自密封环实现了可靠的外密封；通过迷宫 结构实现了介质的多级减压，降低了阀门噪声。 附图说明 附图1为本发明的关位整体结构示意图。 附图2为本发明调节状态时介质局部流动示意图。 附图3为本发明阀芯组件示意图。 附图4为本发明均流套筒剖开示意图。 附图5为本发明迷宫盘片示意图。 附图6为本发明迷宫流道局部放大图。