介紹了超超高溫氣動角式截止閥的工作原理、結構特點及其產品性能，分析了閥體、閥蓋及閥桿導套的冷卻系統結構及其工作過程。該產品已獲國家發明專利( 專利號ZL201210012623.1) 。

1、概述

　　超超高溫氣動角式截止閥的工作介質溫度為2 000℃，超過一般金屬材料的熔點，必須在閥門的各部位設有合理的冷卻機構，才能保證閥門的正常工作。該產品設計和研制完成，產品的型號規格為J6s44y - 300lbPX，DN100。

2、超超高溫氣動角式截止閥的結構特點

　　閥門設計為鍛焊結構，由閥體、閥底座、閥蓋、閥桿組件、支架、氣動執行器和手動執行器組成。閥桿組件包括閥桿頭部( 閥芯) 、閥桿主體、閥桿外套、閥桿內冷卻管、中閥桿和上閥桿。閥芯和閥桿主體螺紋連接后與閥桿外套對焊連接。閥芯的主密封面為球面，在F304H 基體上堆焊STL12 硬質合金，閥芯的輔助密封面為與閥底座內孔配合的圓柱面，主要起定位和導向作用。主副密封面之間有一環形溝槽，起到空氣隔熱作用。閥底座主密封面為60° 圓錐面，密封面的外側加工環形彈性槽，可提高密封效果。下氣缸座安裝18 根減振阻尼彈簧，彈簧分長、短兩組，起到分級阻尼作用，防止密封副發生撞擊而損壞密封面。

1. 閥體　2. 閥底座　3. 閥桿組件　4. 手動執行器　5. 氣動執行器　6. 支架　7. 閥蓋

圖1 超超高溫氣動角式截止閥

3、冷卻機構

　　閥門設有5 套冷卻結構。

　　(1) 閥體下部與閥底座的冷卻。冷卻水從進口1A 進入，從對面出口1B 流出，閥底座內孔設計螺旋形擋板，以增大流體流程，提高吸熱效果( 圖2) 。

1. 閥底座　2. 螺旋形擋板　3. 環形彈性槽　4. 閥體

圖2 閥體下部與閥底座的冷卻

(2) 閥體主體的冷卻。冷卻水從出口法蘭端進口2A 進入，經閥體保溫夾套內壁，從上端法蘭出口2B 流出( 圖3) 。

圖3 閥體主體的冷卻

　　(3) 閥蓋及閥桿導套的冷卻。閥蓋上設計有伸入到閥體內的閥桿導向套，閥桿導向套內設計有導套環空腔，在環形空腔內又焊有套筒形薄隔板，導套環形空腔被套筒薄隔板隔成相通的兩層環腔，閥蓋法蘭上分別設計有與兩層環腔分別相通的進口A進水管和出口B 出水管，其中進口3A 通內環腔，出口3B 通外環腔( 圖4) 。

　　(4) 閥桿主體外元和閥桿外套的冷卻。閥桿主體的外元加工六線方牙螺旋線( 方牙螺紋) ，螺紋的上、下端均加工6mm 寬的螺紋加工進刀槽和退刀槽。將上端進刀槽的下側，用電焊堵住3 條螺旋槽(間隔焊堵) ，使上進刀槽的壓力水只能從開口的3條槽內流入。閥桿主體的上部，即加工螺紋進刀槽的部位，外面包一個環形空心套，該套的上、下端均與閥桿外套焊牢。進水管4A 穿透環形空心套和閥桿外套，直接將冷卻水送到閥桿螺紋進刀槽，然后沿三線開口的螺紋槽向閥桿下端的螺紋退刀槽流去，再從退刀槽流進上端焊堵的另外3 條螺旋槽，這3條螺旋槽內的水聚在環形空心腔內，從出口4B 流出( 圖5) 。

1. 閥蓋　2. 套管形薄隔板閥蓋　3. 閥桿導向套

圖4 閥蓋及閥桿導套的冷卻

1. 閥桿頭部　2. 閥桿體　3. 閥桿外套　4. 環形空心套　5. 進刀槽　6. 螺旋槽　7. 退刀槽

圖5 閥桿主體外元和閥桿外套的冷卻

　　(5) 閥桿主體內孔和閥芯的冷卻。閥桿頭部和閥芯螺紋連接，閥桿主體內部設計為通孔，通孔內焊接一根不銹鋼管( 冷卻管) 。冷卻水從進口5A 進入，沿冷卻管內部流入到閥芯，再沿冷卻管的外壁和閥桿主體的內孔壁向上流入出口5B( 圖6) 。

圖6 閥桿主體內孔和閥芯的冷卻

4、結語

　　在超超高溫氣動角式截止閥的設計和研制過程中，其冷卻結構的設計是成功的關鍵。經實際使用證明，在超超高溫( ≥1500℃) 的條件下，閥門具有良好的密封性能和工作性能，滿足了閥門在高溫工況系統中的技術要求和使用壽命。