CN101672370B - 一种密封阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封阀，特别是涉及一种在冶金行业炼铁系统高温高粉尘环境中用于切断炉料的密封阀。该密封阀包括阀座、阀座冷却系统、阀板、气体喷扫系统、波纹管补偿器、传动轴、传动装置、阀板传动轴冷却系统，以及密封套等。通过在阀座和阀板接触面设置气体喷吹系统，确保了阀门、阀板无积灰现象，能够在粉尘环境下可靠密封；通过在传动轴和阀板之间采用球铰和波纹管连接，使阀在密封时能够自行对阀座和阀板的接触位置进行适当的微量调节；同时采用填料密封和气密封双重密封结构，以及在阀座、阀板、传动轴上设有相应的冷却系统，提高了阀在高温环境下工作的可靠性。本发明密封可靠，能在高温、高粉尘环境下操作使用。

Description

一种密封阀

技术领域

本发明涉及一种密封阀，特别是涉及一种在冶金行业炼铁系统高温高粉尘环境中用于切断炉料的密封阀。

背景技术

目前冶金行业，特别是高炉系统所使用的钟式密封阀，主要存在以下几个问题：一是当物料排完后，阀门和阀板所接触的表面上有大量粉尘甚至是小颗粒物料，致使阀门密封的过程不够顺利，密封效果不良；二是传统的密封阀用橡胶等材料作为密封材料，不能在高温环境下工作；三是对于密封阀属于硬式密封，密封面容易磨损导致密封效果不佳，严重的起不到密封作用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可在高温、高粉尘环境下操作使用的密封阀，能有效防止阀门、阀板积灰、解决密封阀高温下工作密封效果不佳的难题。

本发明采用这样的技术方案来实现，一种高温高粉尘环境下使用的密封阀，它包括阀座、阀板、传动轴和传动装置；其特征在于：所述传动轴为空心轴，传动轴与阀板采用球铰联接，阀板相对阀座能转动，在阀座与阀板相结合的密封面上设有气体喷扫系统；所述传动轴与阀板之间设有两套中空的波纹管补偿器。

所述阀座与阀板之间有上密封介质，所述阀座、阀板以及传动轴围成的中间区域内有下密封介质；传动轴与密封阀壁即下密封介质之间采用密封套进行密封；所述传动轴、阀座、阀板、密封套、上、下密封介质构成密闭空间。

在所述阀座、阀板、传动轴以及传动轴密封套上各设有一套相应的冷却系统。

本发明通过传动装置带动传动轴转动；传动轴通过联接球铰与阀板相连，当传动轴正向转动时，带动阀板向外翻动，阀板离开阀座，密封阀开启，阀板优选开启角度为110°～120°之间；同理，当传动轴反向转动时，阀板逐渐靠近阀座，密封阀关闭。

密封阀关闭时，为了防止因阀板和阀座接触的密封表面积灰，影响阀门密封过程的顺利完成，本实用新型在阀座上设有气体喷吹系统，该系统包括高压密封气进口、高压气密腔和阀座气密环；其中阀座气密环沿阀板和阀座接触的密封面呈圆环型布置，在阀座气密环圆周上设有通气气孔，阀座气密环通过高压气密腔与高压密封气进口相通。在阀板闭合的过程中，阀座上的高压密封气从高压气进口喷吹进入高压气密腔，环绕阀座一周后连续喷吹，最后经阀座气密环圆周上的通气气孔连续喷射出环状高压气流带，此高压气流可将阀板上的粉尘颗粒喷吹干净，增强阀门的密封性能；同时，所产生的高压气流能够阻断上、下密封介质，保证上、下密封介质的压强差，避免因上、下气体介质相互窜流导致的压强变化而造成的密封不严实。

密封阀关闭过程中，在阀座和阀板硬密封面相结合的时候，为了使阀密封严实，避免因硬式密封造成密封面磨损导致密封效果不佳，本实用新型对阀板与传动轴的联接分别采用了联接球铰和波纹管补偿器的形式，这两种联接方式，能够在硬式密封时，对阀座和阀板的接触面位置，自行进行适当而微量的调节，使密封更加严实。

对传动轴与下气体介质之间的密封，本实用新型采用密封套密封，结构简单，方便安装和拆卸。密封套的外部与密封外套固接，密封外套与密封阀壁紧配合。

密封套为填料密封和气密封相结合的双重密封形式。

填料密封为密封填料加油环形式；气密封为高压气体密封。

其中密封填料置于密封套与传动轴的接触面上，并通过左侧的填料密封压盖压紧；油环设置在密封填料中间，油环通过润滑通道与油环润滑口相通，润滑油通过油环润滑口进入油环，对填料进行润滑。

其中，气密封为高压气体密封；在密封填料的右侧、密封套与传动轴的接触面上，有气密环与传动轴紧配合；气密环沿传动轴呈圆环布置，气密环圆周上有通孔；气密环通过设在密封套内的圆环形气密腔与密封套上的气体通道相通。

工作时，一方面高压气体通过气体通道进入到气密腔，在密封套内循环一周后，经气密环上的通孔连续喷出，在传动轴外圆周面形成密闭的高压气环，防止高温高压介质外窜；另一方面，油环及密封填料在压盖的挤压下，也起到密封高温高压介质的作用。

为了能使密封阀在高温下可靠工作，本发明在所述阀座、阀板、传动轴上各设有一套相应的冷却系统。

阀座上的冷却系统设置在阀座上方，包括冷却水进口、冷却水腔、冷却水出口，其中冷却水腔为设置在阀座上的圆环型槽，其两端分别与冷却水进口和冷却水出口相通。冷却水由冷却水进口进入阀座冷却水腔，在阀座中循环冷却阀座一周后，从冷却水出口流出。

阀板和传动轴采用一套冷却系统进行冷却，该冷却系统包括冷却水进口、冷却水管、阀板冷却水腔和冷却水出口；其中冷却水进口接头为旋转接头，与轴心重合安装，在传动轴转动过程中可以使冷却水顺利进入轴体，阀板冷却水腔为设置在阀板上的圆环型槽，该环型槽与两波纹管相通；冷却水管为一布置在传动轴中空心部、并穿过波纹管心部的空心金属管，冷却水管的两头分别与冷却水进口和阀板冷却水腔相通；冷却水出口在传动轴上部并与传动轴心部相通。冷却水从传动轴冷却水进口进入冷却水管，经一端波纹管补偿器进入阀板冷却水腔环绕阀板一周后，从另一端的波纹管补偿器中进入到传动轴中空心部，最终经传动轴冷却水出口流出。阀板和传动轴内的冷却系统将下密闭介质内的高温气体与外界相阻隔，使传动轴冷却。

传动轴密封套内设有冷却系统，包括密封套冷却水进口、冷却水腔和密封套冷却水出口：冷却水从密封套冷却水进口进入传动轴密封套，直至密封套冷却水腔中，冷却水环绕充满冷却水腔后从密封套冷却水出口流出，将密闭空间内的高温气体与外界相阻隔。

对阀座冷却系统和传动轴密封套冷却系统，其冷却水进口和冷却水出口能分别互换。

本发明通过在阀座上设置气体喷扫系统，将阀板、阀座接触面上的粉尘或小颗粒物料喷扫干净，确保了阀门、阀板无积灰现象，能够在粉尘环境下可靠密封；通过在传动轴和阀板之间采用球铰和波纹管连接，使阀在密封时，能够自行对阀座和阀板的接触位置进行适当的微量调节，保证了阀门密封可靠性；同时通过采用双重填料密封和气密封结构，以及在阀座、阀板、传动轴上设有相应的冷却系统，提高了阀在高温环境下工作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的剖向视图；

图2为本发明的气体喷吹系统简图；

图3为本发明的传动轴密封套结构简图；

图4为本发明的传动轴密封套等轴测视图；

图5为本发明的传动轴冷却水进出管简图。

图中，I-喷扫系统，II-阀座冷却系统，III-阀板传动轴冷却系统，IV-密封套冷却系统；

1-阀座，2-阀座冷却水腔，3-阀板，4-阀板冷却水腔，5-波纹管补偿器，6-传动轴，7-联接球铰，8-下密封介质，9-传动轴密封套，10-传动装置，11-高压气密腔，12-阀座气密环，13-上密封介质，14-填料密封压盖，15-密封填料，16-油环，17-密封外套，18-气体通道，19-气密腔，20-气密环，21-旋转接头，22-固定装置，23-冷却水进口，24-高压气进口，25-冷却水出口，26-传动轴冷却水进口，27-传动轴冷却水出口，28-冷却水管，29-密封套冷却水进口，30-油环润滑口，31-密封套冷却水出口，32-密封套冷却水腔。

具体实施方式

下面参照附图对本发明做进一步说明，但本发明不仅局限于此。

实施例，一种高温高粉尘环境下使用的密封阀，它包括阀座1，阀板3，传动轴6，空心的传动轴6与阀板3采用球铰7联接，两套中空的波纹管补偿器5设在传动轴6与阀板3之间，并相对球铰7对称布置；阀座1与阀板3相结合的密封面上设有气体喷扫系统I；该气体喷扫系统I包括高压密封气进口24、高压气密腔11和阀座气密环12；其中阀座气密环12沿阀板3和阀座1接触的密封面呈圆环型布置，气密环12圆周上设有通气气孔，阀座气密环12通过高压气密腔11与高压密封气进口24相通；在阀座1与阀板4之间有上密封介质13，阀座1、阀板3以及传动轴6围成的中间区域内有下密封介质8；传动轴6与下密封介质8之间采用上下对剖结构的密封套9进行密封；密封套9采用填料密封和气密密封相结合的双重密封形式；其中，密封填料15位于密封套9与传动轴6的接触面上，油环16位于密封填料15之间，润滑油通过油环润滑口30装入油环，对填料起到润滑作用；密封压盖14用螺钉固定在密封套9上，密封压盖14对密封填料15和油环16进行挤压保证其密封可靠；密封套9的外部与密封外套17固接，密封外套17与密封阀壁紧配合；气密环20布置在密封填料15的右侧、密封套9与传动轴6的接触面上，与传动轴6紧配合并沿传动轴6呈圆环布置；气密环20圆周上有通孔；气密环20通过设在密封套9内的圆环形气密腔19与密封套9上的气体通道18相通，高压气体通过气体通道18进入到气密腔19，在密封套9内循环一周后，经气密环20上的通孔连续喷出，形成密闭的高压气环作用在传动轴6圆周上进行密封，将密闭空间内的高温气体与外界相阻隔。

所述传动装置10通过轴承与传动轴6前端配合，并靠与传动轴6紧配合的固定装置22定位；轴承盖用螺钉固定在传动装置10上；所述传动装置10带动传动轴6转动，传动轴通过联接球铰7与阀板3相连，带动阀板3相对于阀座1转动：当传动轴6正向转动时，带动阀板3向外翻动，阀板3离开阀座1，密封阀开启，密封阀开启，阀板3优选开启角度为110°～120°之间；当传动轴6反向转动时，阀板3逐渐靠近阀座1，密封阀关闭。

密封阀关闭过程中，设置在阀座1上的喷扫系统I工作，高压密封气从高压气进口24喷吹进入高压气密腔11，环绕阀座3一周后经阀座气密环12上圆周布置的通气气孔连续喷射出环状气流带，作用在阀座1和阀板3的接触表面上，将阀板3上的粉尘颗粒喷吹干净，提高阀门的密封性能，同时，所产生的高压气流阻断上、下密封介质8、13，保证上下密封介质的压强差，使阀密封更严实。在密封阀关闭的同时，联接在传动轴6和阀板3之间的两套波纹管补偿器5，对阀座1和阀板3硬密封面进行一定微量补偿性。

在所述阀座1、阀板3、传动轴6和传动轴密封套9上各设有一套相应的冷却系统II、III、IV。

设置在阀座1上方的阀座冷却系统II由冷却水进口23、冷却水腔2、冷却水出口25组成。冷却水经冷却水进口23进入阀座1上的圆环型冷却水腔2，在阀座3中循环冷却阀座1一周后，从冷却水出口25流出。

阀板3和传动轴6的冷却采用一套冷却系统III进行，冷却水进口接头采用旋转接头21，与轴心重合安装，在传动轴6转动过程中可以使冷却水顺利进入轴体，冷却水从传动轴6冷却水进口26进入位于传动轴6心部、并穿过的波纹管补偿器5心部的冷却水管28，再经一端的波纹管补偿器5进入位于阀板3上的圆环型冷却水腔4，环绕阀板3一周后，从另一端的波纹管补偿器5中进入到传动轴6，最终经传动轴冷却水出口27流出。

传动轴密封套冷却系统IV的冷却水从冷却水进口29进入传动轴密封套9，到达密封套冷却水腔32中，冷却水环绕充满冷却水腔后从密封套冷却水出口31流出。

对阀座冷却系统II，其冷却水进口23和冷却水出口25可互换。

对冷却系统IV，其冷却水进口29和冷却水出口31可互换。

Claims (12)

1.一种密封阀，它包括阀座(1)、阀板(3)、传动轴(6)和传动装置(10)；其特征在于：所述传动轴(6)为空心轴，传动轴(6)与阀板(3)采用球铰(7)联接，传动轴(6)与阀板(3)之间设有两套中空的波纹管补偿器；阀座(1)与阀板(3)相结合的密封面上设有气体喷扫系统(I)。

2.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述的传动轴(6)采用上下对剖式结构的密封套(9)密封；密封套(9)外部与密封外套(17)固接；密封外套(17)与密封阀壁紧配合。

3.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀座(1)上设有一套冷却系统(II)，所述阀板(3)和传动轴(6)设有一套冷却系统(III)，所述传动轴密封套(9)上设有一套冷却系统(IV)。

4.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：密封阀阀板(3)开启角度在110°～120°之间。

5.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：喷扫系统(I)包括高压密封气进口(24)、高压气密腔(11)和阀座气密环(12)；其中阀座气密环(12)沿阀板(3)和阀座(1)接触的密封面呈圆环型布置，气密环(12)圆周上设有通气气孔，阀座气密环(12)通过高压气密腔(11)与高压密封气进口(24)相通。

6.如权利要求2所述的密封阀，其特征在于：所述的密封套(9)为填料密封和气密封相结合的双重密封。

7.如权利要求6所述的密封阀，其特征在于：所述的填料密封为密封填料(15)加油环(16)形式；其中密封填料(15)置于密封套(9)与传动轴(6)的接触面上，并通过左侧的填料密封压盖(14)压紧；油环(16)设置在密封填料(15)中间，油环通过润滑通道与油环润滑口(30)相通。

8.如权利要求7所述的密封阀，其特征在于：所述的气密封为高压气体密封；在密封填料(15)的右侧、密封套(9)与传动轴(6)的接触面上，有气密环(20)与传动轴(6)紧配合；气密环(20)沿传动轴(6)呈圆环布置，气密环(20)圆周上有通孔；气密环(20)通过设在密封套(9)内的圆环形气密腔(19)与密封套(9)上的气体通道(18)相通。

9.如权利要求3所述的密封阀，其特征在于：所述阀座(1)的冷却系统(II)设置在阀座(1)上方，包括冷却水进口(23)、冷却水腔(2)、冷却水出口(25)。

10.如权利要求3所述的密封阀，其特征在于：所述的阀板(3)和传动轴(6)采用 一套冷却系统(III)进行冷却；该冷却系统包括冷却水进口(26)、冷却水管(28)、阀板冷却水腔(4)和冷却水出口(27)；其中冷却水进口接头为旋转接头(21)，与轴心重合安装；冷却水管(28)为一布置在传动轴(6)中空心部、并穿过波纹管(5)心部的空心金属管，阀板冷却水腔(4)为设置在阀板(3)上的圆环型槽，冷却水管(28)的两头分别与冷却水进口(26)和阀板冷却水腔(4)相通，冷却水出口(27)在传动轴(6)上部并与传动轴(6)心部相通。

11.如权利要求3所述的密封阀，其特征在于：传动轴密封套冷却系统(IV)包括密封套冷却水进口(29)、密封套冷却水腔(32)和密封套冷却水出口(31)。

12.如权利要求10或11所述的密封阀，其特征在于：阀座冷却系统(II)中的冷却水进口(23)和冷却水出口(25)能互换；传动轴密封套冷却系统(IV)中的冷却水进口(29)和冷却水出口(31)能互换。 

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