先导平衡反推式排气阻液阀门的结构设计

　　气液分离器在气液两相流的分离中得到了广泛应用。排气阻液阀门是气液分离器的重要结构单元。气液分离器的排气阻液阀门一般由液位控制机构和排气阀门构成。气液分离器中使用的液位控制装置分为机械式和电磁式两种, 对于易燃易爆介质一般采用机械式液位控制装置, 而机械式液位自动控制装置多采用浮子阀结构, 如图1 所示。由浮子直接开关进出口, 在压力容器内由于压力变化和结构设计的影响, 这种结构经常出现关闭时关不严、打开时打不开的现象, 无法有效地自动控制通断。特别当气液分离器内的压力比较大的时候, 浮球的重力很难快速打开排气阀门。

　　本文介绍的排气阻液阀通过巧妙的结构设计, 达到了无压干涉且可靠控制分离器内液位的目的, 解决了传统阀门关不严、打不开的现象。

　　一、结构特点

　　该排气阻液阀门由施力构件( 浮球) 、先导阀、主阀、平衡活塞、阀座和排放口等组成, 具体结构如图2 所示。

　　(1) 施力构件( 浮球)

　　施力构件是排气阻液阀门的重要组成部分, 它是带动整个排气阻液阀门工作的动力源。整个结构的正常工作都依赖于浮球的重力和液体对其产生的浮力。要实现浮球阀门的自动开启就要求浮球阀运动机构的重力大于筒内压力对阀芯的反向压力,即F重>F。要实现浮球阀门的自动关闭就要求浮球产生的浮力大于浮球阀运动机构的重力, 即F浮>F重。因此, 浮球的正确选择和设计关系到整个阀门的性能。现在广泛采用的是空心不锈钢球壳。

　　(2) 先导阀

　　副阀芯、副阀座和连杆一起构成了新型排气阻液阀门的副阀结构。副阀其实是一个先导阀。排气阀门工作时, 都是副阀先开始工作。当阀门要开始排气时, 浮球带动副阀芯打开, 气体通过副阀排出, 随后气体通过连杆内的通道达到平衡活塞的上部, 通过阀座压盖上的开孔排出。停止工作以前同样是下关闭副阀, 随即推动主阀关闭。

　　(3) 主阀

　　主阀芯和主阀座一起构成了新型排气阻液阀门的主阀结构。主排气的主要作用就是实现气体的快速排出。由于主排气阀的排气口通径比较大, 因而即使气体流量很大的情况也可以实现气体的快速排出。

　　(4) 平衡活塞

　　当副阀芯开启后, 气体经过连杆达到平衡活塞上部, 实现主阀芯上下的压力平衡, 迅速打开主阀芯排气。主阀芯关闭过程中, 会对平衡活塞和外阀座压盖之间的气体产生瞬间压缩, 产生一个发推力, 避免了阀芯对密封面的碰撞冲击。

　　二、先导平衡反推式排气阻液阀门的工作原理