CN102252106A - 一种高炉连杆式切断蝶阀 - Google Patents

一种高炉连杆式切断蝶阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高炉连杆式切断蝶阀，包括阀体、阀杆和蝶板，阀体内设有贯通阀体的阀腔，阀体内壁设有环形阀座，阀杆安装在阀体上，蝶板与阀杆固定连接并绕阀杆在阀体阀腔内转动，由阀体的阀座和蝶板外沿之间的接触面构成密封结构；阀体两端内孔和阀杆之间设有填料压紧密封结构，或蝶形弹簧填料预紧密封结构。并在所述阀体与阀杆之间设置单杆式或双杆式蝶板调节机构。该切断蝶阀的蝶板密封结构及阀杆两端的填料压紧密封结构，以及调整蝶板与阀座密封面平行度的蝶板调节机构，使密封性能得到改善，且简单适用，性能可靠，可延长切断蝶阀的使用寿命。该切断蝶阀、体积小、重量轻、启闭动力小、性价比高，能适应高炉炼铁系统中低温介质切断工况。

Description

一种高炉连杆式切断蝶阀
 
技术领域
本发明涉及一种高炉冶炼应用的切断阀，尤其是一种高炉连杆式切断蝶阀。
背景技术
炼铁高炉热风炉系统中，在煤气、空气、烟气管道应用大量的高炉连杆式切断蝶阀。高炉冶炼对高炉连杆式切断蝶阀的密封要求尤为严格，高炉连杆式切断蝶阀如果密封不严会发生气体泄漏、易造成爆炸及人身伤亡重大事故的发生。现有高炉连杆式切断蝶阀存在两大弊病：一是现有高炉连杆式切断蝶阀的蝶板密封面和阀座密封面均为平面结构，工作中蝶板承压后密封面会产生翘曲，导致密封面接触不良，影响密封效果，蝶板密封面与阀座密封面间容易出现泄漏，即通常所说的内漏现象；二是现有高炉连杆式切断蝶阀阀杆两端的密封为单式密封结构，易出现外漏，即阀门内的气体沿着阀杆两端泄漏到阀门以外的空气中去。由于现有高炉连杆式切断蝶阀存在内漏和外漏现象，经常导致高炉休风停产，严重影响切断蝶阀正常操作，致使高炉冶炼无法进行正常作业。为此，开发一种密封性能好、体积小、重量轻、使用可靠的切断蝶阀门非常必要。
发明内容
为了解决高炉炼铁系统现有高炉连杆式切断蝶阀门存在的上述技术问题，特此提供了一种高炉连杆式切断蝶阀，该阀门密封严密，易于开启，保证了正常冶炼操作，并且能适应高炉炼铁介质切断工况。
本发明所采用的技术方案如下：
高炉连杆式切断蝶阀，包括阀体、阀杆、蝶板、固定杆，阀体内设有贯通阀体的阀腔，阀体内壁设有环形阀座，阀杆安装在阀体上，蝶板与阀杆固定连接并绕阀杆在阀体阀腔内转动，由所述阀体的阀座和蝶板外沿之间的接触面构成密封结构；所述阀体两端内孔和阀杆之间设有填料压紧密封结构或蝶形弹簧填料预紧密封结构。
所述阀体内壁阀座的接触端面是经堆焊或喷焊马氏体型不锈钢或奥氏体型并加工磨削后形成的密封平面。
所述阀体内壁的阀座接触端面是该阀座端面的凹槽经堆焊或喷焊马氏体型不锈钢或奥氏体型并加工磨削后形成的密封平面。
所述蝶板为整体冲压的弧形带直边沿结构。
所述蝶板与所述阀座的相应接触端面，是选用奥氏体型不锈钢或马氏体型不锈钢堆焊或喷焊并加工磨削后所形成的密封内圆锥孔面。
所述蝶板与所述阀座的相应接触端面，是该蝶板相应端面的凹槽经选用奥氏体型不锈钢或马氏体型不锈钢堆焊或喷焊并加工磨削后所形成的密封内圆锥孔面。
所述蝶板密封面宽度为8mm，阀座密封面宽度为蝶板密封面宽度的2-3倍。
所述蝶板密封面硬度值与阀座密封面硬度值之比1:1.1至3。
所述填料压紧密封结构位于阀体和阀杆的两端，所述阀体两端内孔和阀杆之间依次装入轴套、润滑环、第一层组合填料、填料盒、第二层组合填料、填料压盖，所述填料压盖通过紧固件与填料盒连接，所述填料盒通过紧固件与阀体固定连接。
所述蝶形弹簧填料预紧密封结构置于阀体内孔和阀杆之间，在所述阀体内孔和阀杆之间依次装入轴套、润滑环、组合填料、压套和压板，在压套台阶上放置蝶形弹簧，采用紧固件将压板压紧蝶形弹簧，并将压板和阀体连接。
所述组合填料材质为柔性石墨加碳纤维，不仅有润滑功能、而且受热后会有一定量的膨胀，使密封更加可靠。
所述轴套为纳米电镀自润滑轴套，纳米电镀自润滑轴套性能优于普通自润滑轴套。
该高炉连杆式切断蝶阀，在所述阀体与连杆机构之间设有单杆式蝶板调节机构或双杆式蝶板调节机构。
所述单杆式蝶板调节机构，位于所述高炉连杆式切断蝶阀的阀体与连杆机构中的单一固定杆连接处，所述阀体的内壁与固定杆连接处前后两边分别固定设置调节螺杆座，与所述调节螺杆座配合连接的调节螺杆的端部分别紧定在固定杆两侧面，构成该切断蝶阀的蝶板调节机构。
所述双杆式蝶板调节机构，位于所述高炉连杆式切断蝶阀的阀体与连杆机构中的双固定杆分别连接处，所述阀体的内壁与双固定杆分别连接处前后两边分别固定设置调节螺杆座，与所述调节螺杆座配合连接的调节螺杆的端部分别紧定在双固定杆两侧面，构成该切断蝶阀的蝶板调节机构。
所述调节螺杆座的外端面与调节螺杆的螺纹连接处设置有防松螺母。
该高炉连杆式切断蝶阀的蝶板密封结构及阀杆两端的密封结构，使高炉连杆式切断蝶阀密封性能得到改善，且简单适用，性能可靠。该高炉连杆式切断蝶阀彻底根除了现有高炉连杆式切断蝶阀经常出现外漏和内漏导致高炉停产休风、能源浪费，严重影响切断蝶阀正常操作，致使高炉冶炼无法进行正常作业，给用户带来了很大经济损失的弊病；该蝶阀用作煤气切断阀时不会出现内漏和外漏，避免引发气体爆炸危机现场工作人员人身安全；同时也避免了气体对蝶板和阀体的严重冲刷损坏，使阀门使用寿命提高，实现了该切断蝶阀的高效、长寿、可靠。
该高炉连杆式切断蝶阀的蝶板调节机构，使蝶板密封面与阀座密封面的平行度能够进行调整，密封性能得到改善，且该调节结构简单适用，性能可靠，可延长切断蝶阀的使用寿命，能适应高炉炼铁系统中低温介质切断工况。
该切断蝶阀、体积小、重量轻、性价比高，能适应高炉炼铁系统中低温介质切断工况。
附图说明
图1为高炉连杆式切断蝶阀（单杆式）主视图；
图2为高炉连杆式切断蝶阀（单杆式）左视图；
图3为高炉连杆式切断蝶阀（双杆式）主视图；
图4为高炉连杆式切断蝶阀（双杆式）左视图；
图5为高炉连杆式切断蝶阀的蝶板和阀体密封结构图；
图6为高炉连杆式切断蝶阀的填料压紧密封结构图；
图7为高炉连杆式切断蝶阀蝶形弹簧填料预紧密封结构图。
具体实施方式
下面结合附图介绍本发明的实施例。
如图1、图2所示，该高炉连杆式切断蝶阀，阀体1内设有贯通阀体的阀腔，阀腔内装配有可转动的蝶板2，蝶板2与连杆3通过销轴或平键连接，连杆3固定安装在阀杆4上，阀杆4两端与阀体1两端内孔之间装配有填料压紧密封装置17，阀杆4右端伸出阀体1，阀体1的右端通过螺栓固定安装有支架18，支架18通过螺栓固定安装有驱动装置5，驱动装置5的输出孔与阀杆4固定连接。高炉连杆式切断蝶阀的蝶板调节机构位于单一固定杆19与阀体1连接处一端。在阀体1的内壁与固定杆19接触面前后两边各焊接固定一调节螺杆座20，与之配合螺纹连接的调节螺杆21端部顶紧固定杆19两侧面，将固定杆19固定。在调节螺杆座20的外端面与调节螺杆21的螺纹连接处还设置有防松螺母，用以防止调节螺杆21的松动和脱落。
图3、图4表示高炉连杆式切断蝶阀双杆式蝶板调节机构的示意图。与图1、图2所示的单杆式蝶板调节机构的区别在于双杆式蝶板调节机构采用了两个固定杆19，两套调节螺杆座20和与之配合螺纹连接的调节螺杆21。
图5所示，阀体1内壁焊接有阀座6。阀座6一侧端面加工凹槽并在凹槽内堆焊或喷焊马氏体型不锈钢或奥氏体型不锈钢，经车削磨削形成平整的阀体密封面7。蝶板2外沿端面加工凹槽后堆焊或喷焊奥氏体型不锈钢或马氏体型不锈钢，经车削、磨削加工形成蝶板密封圆锥台，该蝶板密封圆锥台内锥孔面为蝶板密封面8。所述阀体阀座6的密封平面7和蝶板2的密封圆锥台面8比纯平面密封接触严密，二者密封面无压力时为线接触，蝶板2承压后其内锥面8会产生一定量的补偿变形，使二者呈面接触，密封性能更好。蝶板2为钢板整体冲压弧形结构，刚度好，在承压后使蝶板密封面8作用在阀体阀座密封面7上的作用力均匀，提高了密封可靠性，杜绝了密封面由于受力不均引起的磨损失效。蝶板2与阀座6相对应密封面的硬度不同，蝶板密封面硬度值与阀座密封面硬度值之比为1:1.1-3，蝶板2在承压时，密封面8由于硬度低产生微量变形，和阀体密封面贴合更加紧密，进一步提高了阀门的密封性。蝶板2与阀座6相对应密封面8的宽度不同，蝶板密封面8宽度为8mm，阀座密封面7宽度为蝶板密封面8宽度的2-3倍。阀门使用一段时间后，因为磨损运行轨迹会产生变化，由于阀座密封面7宽度比蝶板密封面8宽度值大，即便蝶板2由于轨迹变化产生位移，蝶板密封面8也仍在阀座密封面7宽度范围内，仍能与阀座密封面7很好密封，提高了使用寿命。
图6所示，高炉连杆式切断蝶阀的填料压紧密封结构，阀体1两端内孔和阀杆4之间1，依次装入的纳米电镀自润滑轴套9、润滑环10、第一层组合填料11、填料盒12、第二层组合填料13、填料压盖14。填料盒12通过紧固件16与阀体1固定连接。填料压盖14通过紧固件15与填料盒12连接。所述填料密封装置设在阀杆4的两端，采用两组复合密封，密封组合填料11和13其材质为柔性石墨加碳纤维，其密封性能明显高于传统的单层石墨编织填料，它不仅有润滑功能，而且受热后会有一定量膨胀，使密封更加可靠，解决了现有蝶阀易发生外漏的弊病。纳米自润滑轴套比一般自润滑轴套耐磨性能好，使用寿命长。
图7所示，高炉连杆式切断蝶阀的蝶形弹簧填料预紧密封结构，阀体1内孔和阀杆4之间依次装入纳米电镀自润滑轴套9、填料11、润滑环10、填料13、压套22，填料11、填料13是柔性石墨加碳纤维复合材质的密封组合填料，图示是将填料11、13分别放置在润滑环10两侧，可使填料得到充分润滑。在压套22台阶上放置标准件蝶形弹簧24，采用螺柱和螺母组合紧固件25将压板23压紧蝶形弹簧24，并将压板23和阀体1连接。通过紧固螺母可对压板23形成压力，压力通过压板23、蝶形弹簧24、压套22作用在密封填料11、13上，密封填料11、13对阀杆4伸出端进行密封，防止气体从阀杆处外逸。当受工况的影响，密封填料11、13弹性减弱或紧固件25有松动的趋势时，蝶形弹簧24贮存的弹性势能释放，保持了对密封填料11、13的持续压力，阻止了紧固件25的松动。
该高炉连杆式切断蝶阀安装在高炉管道中，工作介质为空气、煤气、烟气等气体。该切断蝶阀门的功能是：按指令要求完成蝶板2的开启或关闭，实现介质的流通或切断。
高炉连杆式硬密封切断蝶阀工作过程：蝶阀的开启：见图1和图2，当蝶板2位于关闭状态时，操作控制按钮，驱动装置5动作，带动阀杆4顺时针旋转，阀杆4旋转又带动连杆机构3运动，连杆机构3又带动蝶板2顺时针旋转，蝶板旋转90°即完成了阀门的开启。
蝶阀的关闭：见图1和图2，当蝶板2位于开启状态时，操作控制按钮，驱动装置5动作，带动阀杆4逆时针旋转，阀杆4旋转又带动了连杆机构3运动，连杆机构3又带动蝶板2逆时针旋转，旋转90°即完成了阀门的关闭。

Claims (18)

1.一种高炉连杆式切断蝶阀，包括阀体、阀杆和蝶板，阀体内设有贯通阀体的阀腔，阀体内壁设有环形阀座，阀杆安装在阀体上，蝶板与阀杆固定连接并绕阀杆在阀体阀腔内转动，其特征在于：由所述阀体的阀座和蝶板外沿之间的接触面构成密封结构；所述阀体两端内孔和阀杆之间设有填料压紧密封结构或蝶形弹簧填料预紧密封结构。
2.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述阀体内壁阀座的接触端面是经堆焊或喷焊马氏体型不锈钢或奥氏体型不锈钢并加工磨削后形成的密封平面。
3.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述阀体内壁的阀座接触端面是在该阀座端面的凹槽经堆焊或喷焊马氏体型不锈钢或奥氏体型不锈钢并加工磨削后形成的密封平面。
4.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述蝶板为整体冲压的弧形带直边沿结构。
5.根据权利要求1或4所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述蝶板与所述阀座的相应接触端面，是选用奥氏体型不锈钢或马氏体型不锈钢堆焊或喷焊并加工磨削后所形成的密封内圆锥孔面。
6.根据权利要求1或4所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述蝶板与所述阀座的相应接触端面，是在该蝶板相应端面的凹槽经选用奥氏体型不锈钢或马氏体型不锈钢堆焊或喷焊并加工磨削后所形成的密封内圆锥孔面。
7.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述蝶板密封面硬度值与阀座密封面硬度值之比为1:1.1至3。
8.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述填料压紧密封结构位于阀体和阀杆的两端，所述阀体两端内孔和阀杆之间依次装入轴套、润滑环、第一层组合填料、填料盒、第二层组合填料、填料压盖，所述填料压盖通过紧固件与填料盒连接，所述填料盒通过紧固件与阀体固定连接。
9.根据权利要求8所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述组合填料材质为柔性石墨加碳纤维。
10.根据权利要求8所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述轴套为纳米电镀自润滑轴套。
11.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述蝶形弹簧填料预紧密封结构置于阀体内孔和阀杆之间，在所述阀体内孔和阀杆之间依次装入轴套、润滑环、组合填料、压套和压板，在压套台阶上放置蝶形弹簧，采用紧固件将压板压紧蝶形弹簧，并将压板和阀体连接。
12.根据权利要求11所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述组合填料材质为柔性石墨加碳纤维。
13.根据权利要求11所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述轴套为纳米电镀自润滑轴套。
14.根据权利要求1所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述阀体与连杆机构之间设有单杆式蝶板调节机构或双杆式蝶板调节机构。
15.根据权利要求14所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述单杆式蝶板调节机构，位于所述高炉连杆式切断蝶阀的阀体与连杆机构中的单一固定杆连接处，所述阀体的内壁与固定杆连接处前后两边分别固定设置调节螺杆座，与所述调节螺杆座配合连接的调节螺杆的端部分别紧定在固定杆两侧面，构成该切断蝶阀的蝶板调节机构。
16.根据权利要求15所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述调节螺杆座的外端面与调节螺杆的螺纹连接处设置有防松螺母。
17.根据权利要求14所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述双杆式蝶板调节机构，位于所述高炉连杆式切断蝶阀的阀体与连杆机构中的双固定杆分别连接处，所述阀体的内壁与双固定杆分别连接处前后两边分别固定设置调节螺杆座，与所述调节螺杆座配合连接的调节螺杆的端部分别紧定在双固定杆两侧面，构成该切断蝶阀的蝶板调节机构。
18.根据权利要求17所述的高炉连杆式切断蝶阀，其特征在于：所述调节螺杆座的外端面与调节螺杆的螺纹连接处设置有防松螺母。
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