CN101586689A - 新型单阀板多程液封阀门 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型单阀板多程液封阀门，包括：阀体(1)、阀板(2)、阀座(3)、阀板传动机构(4)、下底板(5)、上隔板(6)、上隔板传动机构(7)和充放液系统，液封腔内有多层隔板，形成多程液封，上隔板(6)整体可上下定向移动。本发明和现有技术相比，在先进性、可靠性方面都有很大的提高，尤其是阀门体积小、机械结构简单；安装的适用范围全面；用于隔断时，操作重量轻；需要人工操作的充放液系统的阀门在同一操作平面上，工人的操作强度更低。

Description

新型单阀板多程液封阀门

技术领域

本发明涉及冶金、矿山、化工、焦化领域，特别涉及将输送气体可靠隔断的技术领域。

背景技术

在冶金、矿山、化工、焦化等行业内，可靠隔断气体管道输送的气流通常采用以下三种方式：

1、在关闭气体输送管道上的密封蝶阀或闸阀后，与盲板、插板、眼睛阀和扇形阀之一共同使用，组合成可靠的隔断装置。盲板的抽堵作业需人工撑开放置盲板的法兰，盲板插入或抽出后将法兰紧固；管道上使用的插板、眼睛阀和扇形阀均有成熟产品，结构最为简单的手动扇形阀采用图1所示结构。它主要由：左阀体1、右阀体2、伸缩机构3、扇形阀板4及丝杆夹紧机构5等组成、扇形阀的启闭作业需配有环链葫芦或卷扬机。结构特点：该类隔断装置的组合均在阀体法兰或管道法兰之间使用刚性堵板，在插入或抽出刚性堵板前后都必须采用人工或机械方法松开枛夹紧密封副，实现介质的可靠隔断。

该方式存在：在抽堵盲板作业时，会有可燃气体和有害气体逸出；人工作业强度大，危险性高；密封蝶阀或闸阀与插板、眼睛阀和扇形阀之一组合使用的过程中，密封蝶阀、闸阀或插板的阀座内可能有沉积物，影响阀门关闭时阀板的密封副与阀座的紧密贴合；在启闭眼睛阀或扇形阀时，依然可能有可燃气体和有害气体逸出；整个隔断装置的密封部位多，密封长度长，机械结构复杂等缺点。

2、单独使用双板切断阀作为可靠的隔断装置，采用图2所示结构，它主要由：阀体1、左阀板2、右阀板3、阀板联杆传动机构4及充放液系统组成。结构特点：阀门关闭后，两侧阀板全闭到位，阀板的密封副与阀座紧密贴合，随后向由两侧阀板与阀体形成的腔体内注液，注液高度为气体介质计算压力至少加5000Pa(GB6222-2005《工业企业煤气安全规程》)，从而保证气体介质不泄漏到被隔断的一侧。

该方式存在：使用过程中，阀座内可能有沉积物，影响阀门关闭时阀板的密封副与阀座的紧密贴合，此时，是通过连续向由两侧阀板与阀体形成的腔体内注液，保证密封副处的液的静压大于气体介质压力(气体介质计算压力至少加5000Pa)，从而保证气体介质不泄漏到被隔断的一侧；该阀门制造难度大，尤其两阀板同心的装配精度和密封面的研磨；阀门上的两只阀板由联杆传动机构同步翻转，单侧出现故障就影响阀门阀板开闭，且故障排除较难。

3、固定隔板型式的液封隔断阀门，采用图3所示结构，它主要由：阀体1、阀板2、阀座3、阀板传动机构4、连接花板5组成。其中连接花板5边缘均布8个腰形孔，作为气体通过的孔。结构特点：采用单阀板和固定隔板型式的液封组合为隔断装置，在设计的气体流动通道内形成独立的液封腔，在液封腔内注液后形成可靠的隔断装置。

该方式存在的缺点：液封腔体积大，整个隔断装置的操作重量重，对固定隔板型式的液封隔断阀门进行开闭操作时，需要人工操作的充放液系统的阀门不在同一操作平面上。

发明内容

为可靠隔断气体管道输送的气流，解决现有技术存在的问题，本发明提供一种新型单阀板多程液封阀门，其目的在于：1)不进行人工作业强度大，危险性高的抽堵盲板作业；2)采用独立液封腔，避免了阀座内可能有沉积物，及阀门关闭时阀板的密封副与阀座不能紧密贴合所产生的气体介质泄漏而带来的影响；3)在液封腔内采用可移动的多层隔板，形成多程液封，在较小的空间内保证足够的液封高度，缩小阀门体积，降低阀门自身重量和操作重量；4)机械结构简单，降低制造难度；5)运行时故障率低，检修维护简单方便。

本发明实现了可靠隔断气体管道输送的气流，适用于各种煤气系统，并可延伸推广到类似的低压、有毒、有害、窒息性、可燃、助燃的其他气体管道输送的技术领域。

本发明是由如下技术方案实现的：

本发明有三种结构形式：水--平竖直型式(见图4)、竖直型式(见图5)和水平型式(见图6)，分别可对应安装在管道的水平转竖直的转弯处、竖直段及水平段。

本发明主要由阀体1、阀板2、阀座3、阀板传动机构4、下底板5、上隔板6、上隔板传动机构7以及充放液系统组成。机械结构见图4、图5、图6，充放液系统见图7。

阀体1的主要结构：阀体主体外观为圆筒，内部设有中央管和上隔板6，上隔板6外观为倒置的圆杯型，隔板上设有环形多层隔板，隔板可为任意多层，通常为2～6层隔板，上隔板6整体可上下定向移动；下底板5上也有环形多层隔板。上隔板6移动至阀体上部，阀体内即可变为顺畅的气体流动通道；上隔板6移动至阀体下部，上隔板6的环形多层隔板与下底板5上的环形多层隔板互相嵌套，形成多程液封结构，注液至额定高度，上隔板6与下底板5之间的液封腔即为可靠的气体隔断装置。

所述注液至额定高度，对于阀门，就是出水口出水高度，该高度依据“液封高度为气体介质计算压力至少加5000Pa”设计确定。即：

出水口出水高度＝液封高度(即气体介质计算压力至少加5000Pa)/多程液封阀门的程数

本发明由于采用多程液封，因此，本发明的注液高度只需常用液封阀门的注液高度的几分之一，在保证液封高度满足要求的前提下，可大大降低液封腔实际的注液高度，减少了阀门操作重量。

以水平竖直型式为例，对应图4、图7-a进行说明：阀门处于打开位置，气体由入口8进入，经中央管和阀体形成的通道，从出口10处流出。

关闭阀门时，首先关闭阀板2，然后上隔板6由传动机构带动，使上隔板的环形多层隔板由上向下运动插入下底板上的环形多层隔板之间，形成多程液封内腔。随后充放液系统的各阀门依据以下顺序操作：打开放散口/液封高度观察口11后的放散阀17向大气放散，可以通过观察是否有气体介质连续逸出，来判断阀座与阀板的密封副是否紧密贴合；不论阀座与阀板的密封副是否紧密贴合，确认所有排液阀15(通常有多个阀)处于关闭状态，打开注液口9处的阀门14由液封腔底部向液封腔内注液，液体沿内侧环形隔板渐次向外侧溢流，直至在放散口/液封高度观察口11观察到有液体溢出，即保证了注液高度(注液高度＝出水口出水高度)，液体从放散口/液封高度观察口11溢出后，即可停止注液。液封腔内的液封高度保证了气体介质不泄漏到被隔断的一侧。

打开阀门时，充放液系统的各阀门依据以下顺序操作：首先关闭注液口9处的阀门14，依次打开排液口/观察口13处(通常有多个口)的所有排液阀门15(每程液封内腔对应安装一只阀门)，通过窥镜16观察到无液体排出时即依次关闭排液口/观察口13处的各排液阀门15，然后关闭放散口/液封高度观察口11后的阀门17；接着由传动机构带动上隔板6移动至阀体上部，使上隔板的环形多层隔板与下底板上的环形多层隔板形成的嵌套结构分离，阀体即可变为顺畅的气体流动通道，随后打开阀板2。

水平型式和竖直型式的阀门，工作原理和充放液系统的操作均相同。

通过上隔板的环形多层隔板与下底板上的环形多层隔板互相嵌套，构成的多程液封结构，向多程液封腔体内注液，由注液后形成的液封高度封闭了气体通道，实现了对气流的可靠隔断。

本发明与双板切断阀的液封隔断阀门比较，双板切断阀的阀座内可能有沉积物，影响阀门关闭时阀板的密封副与阀座紧密贴合，此时需要通过连续向由两侧阀板与阀体形成的腔体内注液，从而保证密封副处的液柱的静压(气体介质计算压力至少加5000Pa)大于气体介质压力。本发明通过对液封腔的设计，克服由于阀座内可能有沉积物，影响阀门关闭时阀板的密封副与阀座紧密贴合，使用时需连续注液的问题。

本发明与固定隔板型式的液封隔断阀门比较，多层环形隔板构成的多程液封腔，在保证液封高度满足要求的前提下，可大大降低液封腔实际的注液高度，减少了阀门操作重量；同时，可上下移动的上隔板，在保证气体流道截面积前提下，也大大缩小了阀门体积。

本发明特别适用在密封液枛输送气体介质不发生化学反应的低压气体输送管道上，替代现有的气体可靠隔断装置。

本发明技术方案相对于现有技术具有如下优点：

1.本发明的液封阀门为单阀板，不使用两个或多个的阀板；通过以上设计，避免了两个或多个阀板同心的装配精度等问题；

2.在设计的气体流动通道内形成独立的液封腔，液封腔不是依靠双板切断阀的两个阀板的密封副与阀座紧密贴合后与阀体形成的腔体；通过以上设计，避免了阀座内可能有沉积物，阀门关闭时阀板的密封副与阀座不能紧密贴合所产生的气体介质泄漏而带来的影响；

3.上隔板可上下定向移动；

4.上隔板移动至阀体下部，上隔板的环形多层隔板与下底板上的环形多层隔板互相嵌套，形成多程液封结构；在保证液封高度满足要求的前提下，可大大降低液封腔实际的注液高度，减少了阀门操作重量；

5.灵活多变的气体进出口布置方式适应实际应用中多种安装需求。

三种结构型式可分别适宜在管道的水平转竖直转弯处、竖直段、水平段上安装使用。其中水平--竖直型式(图4)：水平方向的气体进/出口水平轴线可以在±180°范围内任意布置；水平方向的气体进/出口高度方向的轴线可根据安装实际需求调整，实际应用时，也可节省管道上的1～2个弯头。水平型式(图6)：以气体进口水平方向的轴线为准，气体出口水平方向的轴线可以在±90°范围内任意布置；以气体进口高度方向的轴线为准，气体出口高度方向的轴线可根据安装实际需求调整，就是说：在实际应用时，可节省管道上的1～2个弯头。

本发明技术和现有已知的气体的可靠隔断装置相比，在先进性、可靠性方面都有很大的提高，尤其是阀门体积小、机械结构简单；安装的适用范围全面；用于隔断时，操作重量轻；需要人工操作的充放液系统的阀门在同一操作平面上，工人的操作强度更低。

本发明不在阀体法兰或管道法兰之间使用刚性堵板隔断气体介质，从而不必采用人工或机械方法松开枛夹紧密封副，同时也不必更换因密封副的松开而造成失效的密封垫；独立的液封腔设计，不是依靠双板切断阀的两个阀板的密封副与阀座紧密贴合后与阀体形成的腔体，避免了阀座内可能有沉积物，也避免了阀门关闭时阀板的密封副与阀座不能紧密贴合所产生的气体介质泄漏而带来的影响；解决了固定隔板型式的液封腔体积大、操作重量重、需要人工操作的充放液系统的阀门不在同一操作平面上等问题。

附图说明

图1为现有技术--扇形阀阀板机械结构图。

图中，1左阀体、2--右阀体、3--伸缩机构、4--扇形阀板、5--丝杆夹紧机构。

图2-a为现有技术--双板切断阀机械结构图。

图中，1--阀体、2--左阀板、3--右阀板、4--阀板联杆传动机构。

图2-b为现有技术--双板切断阀充放液系统示意图。

图中，1--注液阀、2--排液阀、3--排液阀、4--放散阀、5--液位计一次阀、6--水箱。

图3为现有技术--固定隔板液封阀门机械结构图。

图中，1--阀体、2--阀板、3--阀座、4--阀板传动机构、5--连接花板。

图4为新型单阀板多程液封阀门水平--竖直型式机械结构图。

图5为新型单阀板多程液封阀门竖直型式机械结构图。

图6为新型单阀板多程液封阀门水平型式机械结构图。

图4、5、6中，1--阀体、2--阀板、3--阀座、4--阀板传动机构、5--下底板、6--上隔板、7--上隔板传动机构、8--气体入口、9--注液口、10--气体出口、11--放散口/液封高度观察口、12--液位计口、13--排液/观察口。

图7-a为新型单阀板多程液封阀门水平--竖直型式充放液系统示意图。

图7-b为新型单阀板多程液封阀门竖直型式充放液系统示意图。

图7-c为新型单阀板多程液封阀门水平型式充放液系统示意图。

图7中，14--注液阀、15--排液阀、16--窥镜、17--放散阀、18--液位计一次阀。

其中，图4为摘要附图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明详细说明，以下仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

本发明有三种结构形式：水平--竖直型式(见图4)、竖直型式(见图5)和水平型式(见图6)，分别可对应安装在管道的水平转竖直的转弯处、竖直段及水平段。

本发明主要由阀体1、阀板2、阀座3、阀板传动机构4、下底板5、上隔板6、上隔板传动机构7以及充放液系统组成。机械结构见图4、图5、图6，充放液系统见图7。

阀体1的主要结构：阀体主体外观为圆筒，内部设有中央管和上隔板6，上隔板6外观为倒置的圆杯型，隔板上设有4层环形隔板，上隔板6整体可上下定向移动；下底板5上也有环形多层隔板。上隔板6移动至阀体上部，阀体内即可变为顺畅的气体流动通道；上隔板6移动至阀体下部，上隔板6的环形多层隔板与下底板5上的环形多层隔板互相嵌套，形成多程液封结构，注液至额定高度，上隔板6与下底板5之间的液封腔即为可靠的气体隔断装置。

以水平--竖直型式为例，对应图4、图7-a进行说明：阀门处于打开位置，气体由入口8进入，经中央管和阀体形成的通道，从出口10处流出；关闭阀门时，首先关闭阀板2，然后上隔板6由传动机构带动，使上隔板的环形多层隔板由上向下运动插入下底板上的环形多层隔板之间，形成多程液封内腔。随后充放液系统的各阀门依据以下顺序操作：打开放散口/液封高度观察口11后的放散阀17向大气放散，可以通过观察是否有气体介质连续逸出，来判断阀座与阀板的密封副是否紧密贴合；不论阀座与阀板的密封副是否紧密贴合，确认所有排液阀15(通常有多个阀)处于关闭状态，打开注液口9处的阀门14由液封腔底部向液封腔内注液，液体沿内侧环形隔板渐次向外侧溢流，直至在放散口/液封高度观察口11观察到有液体溢出，即保证了注液高度(液封高度为气体介质计算压力至少加5000Pa)，液体从放散口/液封高度观察口11溢出后，即可停止注液。液封腔内的液封高度保证了气体介质不泄漏到被隔断的一侧。

阀门打开时，充放液系统的各阀门依据以下顺序操作：首先关闭注液口9处的阀门14，依次打开排液口/观察口13处(通常有多个口)的所有排液阀门15(每程液封内腔对应安装一只阀门)，通过窥镜16观察到无液体排出时即依次关闭排液口/观察口13处的各排液阀门15，然后关闭放散口/液封高度观察口11后的阀门17；接着由传动机构带动上隔板6移动至阀体上部，使上隔板的环形多层隔板与下底板上的环形多层隔板形成的嵌套结构分离，阀体即可变为顺畅的气体流动通道。随后打开阀板2。

水平型式和竖直型式的阀门，工作原理和充放液系统的操作均相同。

本发明特别适用在密封液枛输送气体介质不发生化学反应的低压气体输送管道上，替代现有的气体可靠隔断装置。

三种结构型式可分别适宜在水平转竖直、竖直、水平的管道上安装使用。其中水平--竖直型式(图4)：水平方向的气体进/出口水平轴线可以在±180°范围内任意布置；水平方向的气体进/出口高度方向的轴线可根据安装实际需求调整，实际应用时，也可节省管道上的1～2个弯头。水平型式(图6)：以气体进口水平方向的轴线为准，气体出口水平方向的轴线可以在±90°范围内任意布置；以气体进口高度方向的轴线为准，气体出口高度方向的轴线可根据安装实际需求调整，就是说：在实际应用时，可节省管道上的1～2个弯头。

Claims (10)

1.一种新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，液封腔内有多层隔板，形成多程液封。

2.根据权利要求1所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，液封阀门的程数为2～6程。

3.根据权利要求1所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，注液高度，即出水口出水高度为气体介质计算压力至少加5000Pa与多程液封阀门程数的比值。

4.根据权利要求1所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，包括：阀体(1)、阀板(2)、阀座(3)、阀板传动机构(4)、下底板(5)、上隔板(6)、上隔板传动机构(7)和充放液系统。

5.根据权利要求4所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，上隔板(6)上设有环形多层隔板。

6.根据权利要求4所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，上隔板(6)整体可上下定向移动。

7.根据权利要求4所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，下底板(5)上有环形多层隔板。

8.根据权利要求1～7所述的任意一种新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，阀门结构形式为水平  竖直型式、竖直型式或水平型式。

9.根据权利要求8所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，水平  竖直型式水平方向的气体进/出口水平轴线可以在±180°范围内任意布置；水平方向的气体进/出口高度方向的轴线可根据安装实际需求调整。

10.根据权利要求8所述的新型单阀板多程液封阀门，其特征在于，水平型式以气体进口水平方向的轴线为准，气体出口水平方向的轴线可以在±90°范围内任意布置；以气体进口高度方向的轴线为准，气体出口高度方向的轴线可根据安装实际需求调整。

Images