CN102390671A - 偏心式星形卸灰阀 - Google Patents

Abstract

一种偏心式星形卸灰阀，它是一种用于环保，冶金，建材等行业，在灰斗、料仓下进行排灰卸料的装置。它主要是解决现有卸灰阀物料不能实现均匀给料等技术问题。其技术方案要点是：在类似于蜗壳形的偏心式壳体内腔内，安装一个叶轮。壳体两端有轴承座，端盖等与壳体形成一个近乎封闭性的空间，壳体的上下两面有进出料斗，进料口布置在叶轮径向的一侧，偏离叶轮的旋转的几何中心。经进料口进入叶轮的物料，其重量对叶轮一侧产生切向力，使叶轮自行转动。与叶轮连接的轴伸出壳体外，在轴伸上安装电磁制动器，控制叶轮按预期要求旋转。或在轴伸上安装电机减速机，当物料重量不足以使叶轮自行转动时，起到助推作用。这种的偏心结构的卸灰阀，无漏风、漏气现象，一般情况下不需额外的动力就可自转，达到卸灰目的，就是配套电机，其功率大小仅为传统阀门的1/3-1/5，节能效果相当明显，结构也简单，制作成本低，维护方便。

Description

偏心式星形卸灰阀

技术领域

本发明涉及一种用于环保、冶金、矿山、化工、建材等行业的灰斗，特别是一种用于料仓下进行排灰、卸料、给料的阀门。

背景技术

目前，在料斗，料仓，灰库等设备上采用的卸灰、排灰、给料装置主要有两种形式，一是星形卸灰阀，也叫刚性叶轮给料机，另一种是翻板阀。

翻板阀的结构原理是：利用料仓或灰斗中物料的重量对阀板的压力使阀板打开，料仓和灰斗中的物料卸下一定量后，阀板上的压力减少即自动关闭。阀板轴的外伸端上设有丝杆和重锤，调整重锤在丝杆上的位置，改变阀板动作时的重力臂大小，从而调节翻板动作的频率。为了实现阀板动作启闭的远程控制，有的翻板阀采用气缸或电液推杆代替丝杆和重锤。这种结构形式的阀门存在着很多不足之处。首先是串气、漏风现象严重，在气力输送系统和除尘系统的灰斗中的应用效果也不是很好。二不能保证卸料均匀平稳。卸料时，在卸料处会因物料的冲击产生较大的扬尘。卸料的不均匀性，阀门不能用在给料系统中，三是阀板容易变形，使关闭不严密，特别是采用气缸或推杆启闭时更严重。四是其结构尺寸往往较大。对料仓料斗处的空间布置不利。五、为保证卸料时不漏风，翻板阀上下两阀板的动作要求不同步，需有一定的时间差，实现远距离控制时，增加了控制的复杂程度。

而星形排灰阀，其阀壳在叶轮旋转中心上是左右对称的，进、出料口中心相对于叶轮旋转中心也是对称的。叶轮外缘和阀壳内腔都是通过机加工达到一定的配合精度。阀门安装在料仓下，物料的重力对叶轮产生一个压紧力，形成阀门旋转的阻力，并且，物料越多，重力越大，旋转阻力也越大，阀门一般不会自行旋转。为了使阀门旋转，达到卸灰的目的，需在与叶轮联接的轴上外接传统装置，普通使用的传动装置是带电机的摆线针轮减速机。由于这种形式的阀门具有较好的密封效果，给料、卸料均匀稳定。能实现远程控制等优点，应用场合比较广泛。但是，也存在着一些不足之处。首先是外形尺寸较大，结构笨重，阀的本身重量还不及传动减速机和电机的重量。其次是当进料口物料发生堵塞现象时，电机还是按设定程序工作，容易使电机过载而烧毁。再有，配有电机减速机和传动机构，制造成本较高，安装维护复杂繁重。再有，进、出料口与叶轮旋转中心重合，阀门静止时，物料在进料口因为重量的平衡，会产生搭桥、起拱的现象。当需要启动叶轮旋转进行卸料时，电机的启动力矩较大。此外，电机要消耗一定的能源，长期运行，费用不少。

本申请人于2008年8月20日申请了一项实用新型专利“偏心式外壳结构的重力排灰阀”(专利号为ZL200720065115.4)，它主要是把星形卸灰阀的叶轮旋转中心，也偏离阀壳几何中心进行安装，进料口的几何中心也偏离阀壳的几何中心，布置在叶轮旋转中心的一侧。进料时，物料的重量对叶轮的一侧产生切向力，该切向力作用在叶轮边缘，这个力到旋转中心有一定的距离，产生一个使叶轮自转的转矩。旋转的同时，把物料从进料端带向出料端排出，从而达到卸灰的目的。灰斗中的物料重量越大，切向力也越大，自转的转矩也大。在一般情况下，只要有足够的物料，不需外加任何外力，就能使叶轮旋转，物料卸完后，叶轮即会自行停转。为了控制阀门按到要求转动和停止，该实用新型在机壳外的旋转轴上设置了一个电磁制动器。当电磁阀没有充电时，制动器产生的磨擦力矩阻止阀门的自转，当需要卸灰排料时，电磁阀充电，制动盘与阀门可以相对转动，叶轮就能自转。

在多年的使用过程中，该阀门结构的新颖性和性能的优越性以及良好的节能效果，体现出较之传统任何阀门的优势。但是，也还存在一些问题，如当物料密度较小，粘度较大，其重量可能不足以使阀门自行旋转。当阀门运行时间较长，轴承有一定的灰尘等杂物，叶轮旋转阻力较大时，物料产生的重力使叶轮旋转的速度较慢。甚至难以自转。旋转速度变慢，卸灰或给料能力有所下降。当阀门用在给料系统中时，因物料重量对阀门产生的旋转力矩是不断变化，要实现均匀给料是不可能的。

发明内容

为了完全克服传统卸灰阀的技术问题，本发明结合原有偏心式重力排灰阀的结构特点，针对使用中存在的一些问题，在结构上进行了优化和完善。

本发明的目的是提供一种结构更为紧凑、密封性能更好、制作成本更低低、适应性更强、维护更加简便、且具有一定节能效果的偏心式星形卸灰阀。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的偏心式星形卸灰阀，用金属材料制成制作一个类似蜗壳形偏心式结构的壳体。壳体的内腔是两个不同心的不完全圆柱面，大圆柱面用于安装端盖，小圆柱面为叶轮的旋转密封面，用螺栓组件将端盖固定在壳体上，同时有螺栓组件将轴承座固定在端盖上，叶轮安装在壳体内腔中，其轮缘与内腔旋转面有一定的间隙。这种间隙能保证叶轮自由旋转，但能保证在叶轮不旋转时，物料不会从下料口中排出。壳体的进料口中心偏离叶轮的旋转中心，物料由壳体的进料口进入内腔时，作用在叶轮的一侧，给叶轮一个向下旋转的切向力，叶轮失去平衡产生旋转，将物料从进料口端向出料口端卸出。当物料较少，重力不足以使叶轮自行转动，叶轮起到密封作用，防止物料卸出。轴与叶轮联接在一起，同时，支承在壳体两端的轴承座上。轴的一端伸出壳体外，外接电磁制动器，控制阀门的旋转。在物料密度较少，粘度较大，其重量产生的重力，不足以使叶轮自行旋转，或者叶轮的旋转速度相对较慢时，在轴伸上安装微型蜗杆减速机作为叶轮的传动装置，为叶轮的自转起助力作用，也能更好的控制叶轮的旋转速度和启停。

根据上述技术方案设计的偏心星型卸灰阀，或称偏心式重力排灰阀，与传统的星形卸灰阀和翻板阀比较，有如下优势：

1、设计新颖，结构紧凑。传统的星形排灰阀(刚性叶轮给料机)，完全靠外加动力源使叶轮旋转，本发明依靠物料自重使叶轮旋转动作，并通过一种机构控制其旋转。阀门配套减速机传统装置，主要是起到控制旋转的作用和助力作用。

2、制造成本低。同规格的星型排灰阀，配备的摆线针轮减速机，价格不菲。本发明的结构件重量与同规格的阀门相差无几，配套电磁制动器时，其价格为减速传动机构价格的1/5-1/10。即使采用微型减速机传统装置，因其规格型号较少，其价格仅为传统阀门配套减速机的50％。

3、适应性广。偏心式星形卸灰阀结合了传统星形卸灰阀和翻板阀的结构特点，完全可以代替翻板阀和星形卸灰阀，适应环保、矿山、水泥、化工、陶瓷等行业中，各种储料斗，料仓，灰斗下物料的卸放，也可以在配料工艺系统中，作给料设备使用。采用微型减速机传动装置，对粘性较大和密度较小的物料的卸放，也完全可以适应。

4、节能效果显著。偏心式星形卸灰阀配套电磁制动器时，其功率消耗不足100W，为传统星形卸灰阀电机功率的1/15-1/20。配套微型减速机传统装置时，功率仅为传统星形卸灰阀电机功率的1/3-1/5，一年的节电费用就能收回设备投资。

5、外型尺寸少，结构轻巧。偏心式星形卸灰阀配套的传动装置很轻巧，整机长度方向外形尺寸仅为传统星形卸灰阀配套的1/2，传统装置不需配套联轴器，支座等，整机重量仅为传统阀门的2/3。

6、安装，检修，维护方便。结构简单，重量轻，给安装、维护带来了极大的方便。

本发明的有益效果是：一种在传统结构形式的星形卸灰阀也叫刚性叶轮给料机的基础上进行大量改进，利用物料的重量作为驱动阀门转动的动力，应用于环保、冶金、矿山、化工、建材等行业的灰斗，料仓下进行排灰，卸料，给料的新型阀门。

附图说明

图1是本发明所述的偏心式星形卸灰阀的正向结构剖视示意图。

图2是本发明的所述的偏心式星形卸灰阀的配套电磁制动器的方案示意图。

图3是本发明的所述的偏心式星形卸灰阀的壳体、叶轮、及阀轴的关系示意图，亦是本发明的摘要附图。

图4是本发明的阀板与轴的结构及联接关系示意图。

图中：壳体1、端盖2、轴承座3、减速机传动装置4、键销5、阀轴6、叶轮7、螺栓组件8、油封9、轴承10、轴承压盖11、电磁制动器12。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明阀壳为类似蜗壳的偏心式结构，内腔为两个大小不同的圆柱面，大圆柱面用于安装端盖，小圆柱面则为叶轮6的旋转密封面，两个圆柱面都经过镗削加工，达到一定的光洁度和配合精度要求。壳体内腔和外表面都是在上下方有开口的不完整圆柱面，在上方开口与进料口相接，在下方与下料口相接。内腔圆柱面与叶轮旋转中心重合，但偏离阀门的几何中心，也偏离大圆柱面的中心，还偏离进料口中心。内外圆柱面之间可以是实体结构，也可以是薄壁结构。叶轮是由端板、叶片和轮毂组成，在其圆周方向形成若干个“V”型槽。叶轮通过阀轴支承在阀壳7两端盖上的轴承上，置于阀腔内，叶轮叶片外缘及端板的端面，与阀壳内腔圆柱面有一定的间隙。叶轮6旋转时，彼此之间不直接接触，保证叶轮能自由的旋转。由于，叶轮的旋转中心偏移进料口，经进料口进入叶轮的物料，总是在叶轮旋转中心一侧的“V”型槽内。在旋转中心另一侧的“V”型槽总是空的。物料重量使叶轮产生一个使叶轮旋转的切向力，当这个切向力的大小，等于或超过叶轮旋转时相邻表面对叶轮的粘滞磨擦力及油封、轴承的旋转磨擦力之和，叶轮6即会自行旋转。而且，随着料仓、料斗中物料重量的增加，旋转的切向力和力矩会增大。叶轮6旋转的速度或力度也越大。叶轮的旋转，进料端“V”型槽内的物料，也被带到出料端，从出料口中排出。叶轮外缘与阀壳内腔表面的接触面处，叶轮的叶片总是把进料端和出料端分开成两部分。不论叶轮是否旋转，都能保证其密封。

物料的重量对叶轮产生的切向力，会使叶轮产生无规则的旋转，旋转速度也因物料重量的大小而时慢时快。为了保证叶轮的旋转符合工艺要求的卸灰要求及便于远程控制，也为了保证叶轮旋转的速度。在轴伸上安装了电磁制动器。电磁制动器有两个磨擦盘，一个与轴固接，另一个与接合盘固接，接合盘又与壳体固接。在充电时，两个磨擦盘处于分离状态，可以相对转动，叶轮没有摩擦力矩的阻止，依靠物料重量可以自由旋转，在没有充电时，电磁制动器的两个摩擦盘紧紧结合在一起，摩擦阻力阻止叶轮的旋转。

在阀门应用于一些物料粘度较大，密度较小的场合，物料的重量往往不能使叶轮自行旋转，或旋转的速度相对较慢。在阀门轴伸上安装一个减速机传动装置，为叶轮的转动起助推作用。减速机一般采用有自锁效果的蜗杆减速机，也就是说，物料的重量再大，切向力都不能使叶轮自转，只有当减速机旋转时，切向力对叶轮的自转推动才能起作用。减速机也可以采用摆线针轮或其它结构型式。由于，物料对叶轮的切向力总是存在，只是或大或小，因此，减速机配套的电机功率也可大大减少。由于配套的减速机、电机功率减少，因此降低了制造成本，也有较大的节能效果。参阅图1至图4。

Claims (7)

1.一种偏心式星形卸灰阀，其特征是：它包括壳体、叶轮、阀轴、端盖及制动机构，壳体(1)为类似蜗壳形状的偏心圆筒结构，筒形壳体(1)之两端分别设置有一个端盖(2)，并通过螺栓组件(8)构成一个封闭的空腔，内腔内安装一个由端板、叶片组成的叶轮(7)；阀轴(6)与叶轮(7)联接在一起，轴的左右端支承在端盖(2)上的轴承座(3)和轴承(10)上，并有一端伸出壳体(1)之外；与安装在端盖(2)上面的电磁制动器(12)或者蜗杆减速机(4)联接；壳体(1)的上部和下部分别有进料口和出料口；叶轮(7)安装在壳体(1)内，其旋转中心与壳体(1)的几何中心有一定的偏心距，进料口的位置相对于机壳(1)的几何中心也有一定的偏心距A，进料口与出料口两者的几何中心也有一定的偏心距；叶轮(7)一侧的叶片构成“V”型槽。

2.根据权利要求1所述的偏心式星形卸灰阀，其特征是：进料口和出料口分别位于叶轮(7)的上方和下方；同时，进料口位于叶轮(7)旋转中心的另一侧。

3.根据权利要求1所述的偏心式星形卸灰阀，其特征是：与叶轮(7)旋转几何中心重合的壳体(1)内腔是一个不完全的圆柱面，圆柱面的上方开口接进料口，圆柱面的下方开口接出料口；外壳内腔圆柱面与外圆柱面之间，是薄壁或实体结构。

4.根据权利要求1所述的偏心式星形卸灰阀，其特征是：壳体(1)的外部是一个不完全的圆柱面，圆柱面开口的上方是进料口，开口的下方是下料口；外壳内腔圆柱面与外圆柱面之间，是薄壁或实体结构。

5.根据权利要求1所述的偏心式星形卸灰阀，其特征是：进料口和下料口是方锥型或圆锥型；进料口和下料口上的法兰可以是方形或圆形的。

6.根据权利要求1所述的偏心式星形卸灰阀，其特征是：叶轮是由端板、叶片、轮毂联接在一起，在叶轮圆周方向围成一个由叶片分隔成若干个“V”型小室；叶片是直板或弧板。

7.根据权利要求1所述的偏心式星形卸灰阀，其特征是：在壳体外部的端盖上，安装电磁制动器或减速器传动装置。

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