CN104197042B - 一种黑水角阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种黑水角阀，包括底座、阀座组件、阀体、调节头、阀杆、套筒、阀盖和填料口，其中，阀体包括相互连通的第一进口流道和第二进口流道；第二进口流道横截面轮廊呈喇叭口状，自与第一进口流道相连通的一端起沿朝向底座方向上直径逐渐减小；套筒上形成有位于第二进口流道内的导流部，并在导流部侧壁上设有至少一供介质流过并与第二进口流道相连通的导流口；阀座组件其内形成有一贯穿阀座组件的空腔，空腔的两端分别与导流部及底座的出口流道相连通。实施本发明实施例，具有自清洁、防堵塞、防冲刷、耐磨、高性能调节功能，且使用寿命长。

Description

一种黑水角阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种黑水角阀。

背景技术

目前，在煤化工，特别是煤化工气化装置中需要用到大量的黑水角阀，尤其是对于含有水煤浆气化工艺的黑水、灰水介质，以及壳牌等干煤粉气化工艺的粉末介质的工况，使用常规的调节阀来调节介质流量以及介质冲刷带来的压力，其存在以下缺点：1、介质容易在流道中结垢，形成对流道的阻塞；2、流道以及流道壳体容易被高速介质冲刷而穿透所形成的危害；3、调节头极易被高速介质冲刷和损坏；4、阀杆未及时得到清洗，容易卡死而不能灵活动作；5、高压时介质和流道容易形成共振，产生极大的噪音。因此，现有的调节阀故障多、维修率高，无法满足气化装置中黑水、灰水介质及高压粉末介质的可靠调节和正常使用，更无法满足煤化工高速发展的要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种黑水角阀，具有自清洁、防堵塞、防冲刷、耐磨、高性能调节功能，且使用寿命长。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种黑水角阀，包括底座、阀座组件、阀体、调节头、阀杆、套筒、阀盖和填料口，所述阀体包括相互连通的第一进口流道和第二进口流道；其中，所述第二进口流道横截面轮廊呈喇叭口状，自与所述第一进口流道相连通的一端起沿朝向所述底座方向上直径逐渐减小；

所述套筒上形成有位于所述第二进口流道内的导流部，并在所述导流部侧壁上设有至少一供介质流过并与所述第二进口流道相连通的导流口；

所述阀座组件其内形成有一贯穿所述阀座组件的空腔，所述空腔的两端分别与所述导流部及所述底座的出口流道相连通。

其中，所述第一进口流道包括相互连通的直线进口流道和弯曲进口流道；其中，

所述直线进口流道其中心轴线与所述套筒的中心轴线相垂直；

所述弯曲进口流道与所述第二进口流道相连通，其与所述第二进口流道相连通的一端位于所述导流口的上方。

其中，所述黑水角阀还包括防冲刷护套，所述防冲刷护套位于所述阀体与阀盖之间，并套接在所述套筒侧壁的外表面上，且其朝向所述底座的一端位于所述导流口的上方。

其中，所述黑水角阀还包括固定套和两个锥形套；其中，

所述固定套设置于所述套筒与所述阀杆之间；

两个所述锥形套均设置于所述阀杆与所述固定套之间并均与所述固定套相固定，每一个所述锥形套的两端朝向所述阀杆方向分别形成具有第一斜面的凸块及具有第二斜面的凸块；

所述调节头其朝向所述阀杆的一端上形成一第一环形凹槽，并在所述第一环形凹槽上形成有与所述第二斜面相配合的第三斜面；

所述阀杆其朝向所述调节头的一端上形成一第二环形凹槽，并在所述第二环形凹槽上形成有与所述第一斜面相配合的第四斜面；

当所述第一斜面与所述第四斜面相贴合，以及所述第二斜面与所述第三斜面相贴合后，使得所述调节头与所述阀杆相固定。

其中，所述阀座组件包括内设有所述空腔的阀座和内嵌有所述阀座的衬套；其中，所述衬套其朝向所述出口流道的一端设置有一文丘里扩散口，且所述文丘里扩散口呈喇叭状并自与所述出口流道相连通的一端起沿背离所述出口流道方向上直径逐渐减少。

其中，所述衬套还包括设置于其中间部分外表面上的法兰，所述法兰分别通过上垫片与所述阀体密封连接以及通过下垫片与所述底座密封连接。

其中，所述阀座由碳化钨制作而成，所述衬套由不锈钢制作而成。

其中，所述套筒还包括与所述调节头相配合且用于清洁所述调节头的尖锐平面。

其中，所述黑水角阀还包括设置于所述套筒与所述阀杆之间的组合弹性圈；其中，所述组合弹性圈包括金属内圈和非金属外圈，所述非金属外圈与所述阀杆侧壁的外表面贴合在一起。

其中，当所述非金属外圈脱离所述阀杆侧壁的外表面时，所述金属内圈将沿朝向所述阀杆径向做收紧运动，使得所述非金属外圈一直与所述阀杆侧壁的外表面贴合在一起。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，由于第二进口流道呈“漏斗”状空腔（即上头大下头小）使流体介质在不断旋流循环后通过导流口高速流向出口流道，将容易积沉的固体颗粒直接带入下游，并对调节头和阀座组件进行自动清洗，杜绝了堵塞的发生；

2、在本发明实施例中，由于进口流道先直线后曲线，增加了介质的流动路径，进一步的减缓介质的流动速度，从而降低了流道以及流道壳体容易被冲刷而穿透所形成的危害，提高了流道以及流道壳体的使用寿命；

3、在本发明实施例中，由于采用耐冲刷、耐磨的碳化钨材质制作而成的阀座以及具有柔韧性好、高强度特征的不锈钢衬套，使得阀座组件具备了耐冲刷、耐磨和高强度的耐用特性，减少了介质对阀座组件形成的危害，并且由于衬套上扩散口的设置可以使介质快速扩散和雾化，防止形成积聚的射流和产生极大破坏力，免于衬套出口附近的管道和附件遭受损坏，提高了阀座组件以及出口流道附近的管道和附件的使用寿命；

4、在本发明实施例中，由于调节头和阀杆采用锥形套与固定套相结合的方式固定，其安装更方便、连接强度高、更牢固，并且能够使得整体碳化钨制成的调节头不会产生折断、脱落等不良后果，使用更安全可靠；

5、在本发明实施例中，由于采用防冲刷护套，进入阀腔的高速介质将首先冲刷防冲刷护套，而不对调节头和阀座组件产生直接冲刷，同时还改变了介质了流向，使阀体、调节头和阀座组件均免于介质的直接冲刷，延长了使用寿命；

6、在本发明实施例中，其装置结构简单，拆卸方便，从而方便维修维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的黑水角阀的剖视结构示意图；

图2为图1中A点局部放大示意图；

图3为本发明实施例提供的黑水角阀中调节头和阀杆的连接结构剖视示意图；

图3a为图3中将调节头和阀杆在D点装配一起的锥形套的结构示意图；

图3b为图3的俯视示意图；

图4为本发明实施例提供的黑水角阀中套筒的立体结构示意图；

图4a为图4中A-A向剖视示意图；

图4b为图4a中C点局部放大示意图；

图5为图1中B点局部放大示意图；

图6为本发明实施例提供的黑水角阀中组合弹性圈的平面结构示意图；

图7为图6中B-B向剖视示意图。

其中：1-底座、11-出口流道、2-阀座组件、20-空腔、21-阀座、22-衬套、23-文丘里扩散口、24-法兰、3-阀体、31-第一进口流道、311-直线进口流道、312-曲线进口流道、32-第二进口流道、4-调节头、41-第一环形凹槽、411-第三斜面、5-阀杆、51-第二环形凹槽、511-第四斜面、6-套筒、61-导流部、611-导流口、612-尖锐平面、7-阀盖、8-填料口、9-防冲刷护套、12-组合弹性圈、121-金属内圈、122-非金属外圈、13-上垫片、14-下垫片、15-固定套16-锥形套、161-第一斜面、162-第二斜面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1至图7所示，本发明实施例提供一种黑水角阀，包括底座1、阀座组件2、阀体3、调节头4、阀杆5、套筒6、阀盖7和填料口8，阀杆5和调节头4相配合，二者的中心轴线均与阀座组件2的中心轴线重合且均安装于套筒6内，套筒6被夹持和固定在阀体3和阀盖7之间，以及填料口8安装于阀盖7与阀杆5组成的腔室内；其中，阀体3包括相互连通的第一进口流道31和第二进口流道32；第二进口流道32横截面轮廊呈喇叭口状，自与第一进口流道31相连通的一端起沿朝向底座1方向上直径逐渐减小；

套筒6上形成有位于第二进口流道32内的导流部61，并在导流部61侧壁上设有至少一供介质流过并与第二进口流道32相连通的导流口611；可以理解的是，导流口611的数量和大小可由工程人员根据实际需要的流量进行计算后确定；

阀座组件2位于底座1和阀体3之间，其内形成有一贯穿阀座组件的空腔20，空腔20的的两端分别与导流部61及底座1的出口流道11相连通；由于第二进口流道32呈“漏斗”状空腔（即上头大下头小）使流体介质在不断旋流循环后通过导流口611高速流经阀座组件2的空腔20后，流向出口流道11，将容易积沉的固体颗粒直接带入下游，并对调节头4和阀座组件2进行自动清洗，杜绝了堵塞的发生。

为了进一步增加介质的流动路径，减缓介质的流动速度，从而降低了流道以及流道壳体容易被冲刷而穿透所形成的危害，提高了流道以及流道壳体的使用寿命，将第一进口流道31设置为包括相互连通的直线进口流道311和弯曲进口流道312；其中，直线进口流道311其中心轴线与套筒6的中心轴线相垂直；弯曲进口流道312与第二进口流道32相连通，其与第二进口流道32相连通的一端位于导流口611的上方。应当说明的是，弯曲进口流道312包括一个或多个弯道。

为了便于介质的快速流出，出口流道11的中心轴线与套筒6的中心轴线为同一轴线，使得介质沿垂直线方向（即阀杆5的中心轴线方向）快速流出，减少介质滞留在出口流道11中。

由于节省了阀体3的中腔，介质会直接冲刷阀座组件2，其中，阀座组件2包括内设有空腔20的阀座21和内嵌有该阀座21的衬套22，为了延长阀座组件2的使用寿命，因此在阀座组件2内采用黑水角的整体碳化钨制作而成的阀座21和采用不锈钢制作而成的衬套22。应当说明的是，该阀座21的一端应抵靠在套筒6的下端（即朝向底座1方向的一端），这样才能起到耐磨耐冲刷的作用。

进一步的，为了确保介质快速扩散和雾化，防止形成积聚的射流和产生极大破坏力，免于衬套22出口附近的管道和附件遭受损坏，提高该管道和附件的使用寿命，因此在衬套22其朝向出口流道11的一端设置有一文丘里扩散口23，且文丘里扩散口23呈喇叭状并自与出口流道11相连通的一端起沿背离出口流道11方向上直径逐渐减少。进一步的，衬套22还包括设置于其中间部分外表面上的矩形法兰24，该法兰24分别通过缠绕式上垫片13与阀体3密封连接以及通过缠绕式下垫片14与底座1密封连接，从而实现介质不能直接对法兰24连接过渡面及阀体3出口流道11进行冲刷，保证了阀座组件2分别与阀体3和底座1连接面的安全性和使用寿命。

鉴于阀杆5和调节头4安装于套筒组件6内，阀杆5与介质完全隔绝，套筒6内外圆均经过表面硬化处理，而与介质接触的调节头4采用整体碳化钨材质，其耐磨、耐冲刷，为了实现对调节头4圆柱侧壁表面的杂质和吸附物进行刮削，起到对调节头自清洁的作用，套筒6还包括与调节头4相配合且用于清洁调节头4的尖锐平面612。同时，在黑水角阀上采用防冲刷护套9，该防冲刷护套9设置于阀体3与阀盖7之间，并套接在套筒6侧壁的外表面上，且其朝向底座1的一端位于导流口611的上方，使得进入阀腔的高速介质将首先冲刷防冲刷护套6，而不对调节头4和阀座组件2产生直接冲刷，同时还改变了介质了流向，使阀体3、调节头4和阀座组件2均免于介质的直接冲刷，延长了使用寿命。

进一步的，为了阀杆5和调节头4安装更方便、连接更牢固，并且能够使得调节头不会产生折断、脱落等不良后果，使用更安全可靠，在黑水角阀上还采用固定套15和两个锥形套16；其中，固定套15设置于套筒6与阀杆5之间；锥形套16是由金属圆柱体或钢套加工而成，加工后再采用线切割或其他工艺切割成两半而成，两个锥形套16以阀杆5的中心轴线为轴线对称的设置于阀杆5与固定套15之间，并均与固定套15相固定，每一个锥形套16的两端朝向阀杆5方向分别形成具有第一斜面161的凸块及具有第二斜面162的凸块；此时，调节头4其朝向阀杆5的一端上形成一第一环形凹槽41，并在第一环形凹槽41上形成有与第二斜面162相配合的第三斜面411；阀杆5其朝向调节头4的一端上形成一第二环形凹槽51，并在第二环形凹槽51上形成有与第一斜面161相配合的第四斜面511；

当调节头4与阀杆5装配在一起时（如图3a所示），调节头4与阀杆5相对的端面紧密贴合在一起，同时两个锥形套16上具有第一斜面161的凸块卡持在阀杆5的第二环形凹槽51内，使得第一斜面161与第四斜面511相贴合，两个锥形套16上具有第二斜面162的凸块卡持在调节头4的第一环形凹槽41内，使得第二斜面162与第三斜面411相贴合，从而组成一个完整的组合体，使得调节头4与阀杆5相固定在一起。

可以理解的是，采用这种上装式结构，通过拆除阀盖7，即可将套筒6、阀杆5、调节头4、防冲刷套9等在线拆除和更换，方便维修维护，缩短维修维护时间。

黑水角阀还设置有位于套筒6与阀杆5之间的组合弹性圈12，该组合弹性圈12与阀杆5圆柱侧壁表面相配合；其中，组合弹性圈12包括高强度和高弹性的金属内圈121和耐高温的非金属外圈122，非金属外圈122与阀杆5侧壁的外表面贴合在一起，这样使得阀杆5在运动时，非金属外圈122可自动擦拭和清洁阀杆5尚未刮除的杂物，保护了阀杆5的清洁，提高了阀杆5动作性能的稳定性和使用寿命。

一旦非金属外圈122出现磨损后，就会脱离阀杆5圆柱侧壁的外表面，此时金属内圈121将自动沿朝向阀杆5径向做收紧运动，使得非金属外圈122一直与阀杆5侧壁的外表面贴合在一起。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，由于第二进口流道呈“漏斗”状空腔（即上头大下头小）使流体介质在不断旋流循环后通过导流口高速流向出口流道，将容易积沉的固体颗粒直接带入下游，并对调节头和阀座组件进行自动清洗，杜绝了堵塞的发生；

2、在本发明实施例中，由于进口流道先直线后曲线，增加了介质的流动路径，进一步的减缓介质的流动速度，从而降低了流道以及流道壳体容易被冲刷而穿透所形成的危害，提高了流道以及流道壳体的使用寿命；

3、在本发明实施例中，由于采用耐冲刷、耐磨的碳化钨材质制作而成的阀座以及具有柔韧性好、高强度特征的不锈钢衬套，使得阀座组件具备了耐冲刷、耐磨和高强度的耐用特性，减少了介质对阀座组件形成的危害，并且由于衬套上扩散口的设置可以使介质快速扩散和雾化，防止形成积聚的射流和产生极大破坏力，免于衬套出口附近的管道和附件遭受损坏，提高了阀座组件以及出口流道附近的管道和附件的使用寿命；

4、在本发明实施例中，由于调节头和阀杆采用锥形套与固定套相结合的方式固定，其安装更方便、连接强度高、更牢固，并且能够使得调节头不会产生折断、脱落等不良后果，使用更安全可靠；

5、在本发明实施例中，由于采用防冲刷护套，进入阀腔的高速介质将首先冲刷防冲刷护套，而不对调节头和阀座组件产生直接冲刷，同时还改变了介质了流向，使阀体、调节头和阀座组件均免于介质的直接冲刷，延长了使用寿命；

6、、在本发明实施例中，其装置结构简单，拆卸方便，从而方便维修维护。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种黑水角阀，包括底座（1）、阀座组件（2）、阀体（3）、调节头（4）、阀杆（5）、套筒（6）、阀盖（7）和填料口（8），其特征在于，所述阀体（3）包括相互连通的第一进口流道（31）和第二进口流道（32）；其中，所述第二进口流道（32）横截面轮廊呈喇叭口状，自与所述第一进口流道（31）相连通的一端起沿朝向所述底座（1）方向上直径逐渐减小；

所述套筒（6）上形成有位于所述第二进口流道（32）内的导流部（61），并在所述导流部（61）侧壁上设有至少一供介质流过并与所述第二进口流道（32）相连通的导流口（611）；

所述阀座组件（2）其内形成有一贯穿所述阀座组件（2）的空腔（20），所述空腔（20）的两端分别与所述导流部（61）及所述底座（1）的出口流道（11）相连通，所述黑水角阀还包括固定套（15）和两个锥形套（16）；其中，

所述固定套（15）设置于所述套筒（6）与所述阀杆（5）之间；

两个所述锥形套（16）均设置于所述阀杆（5）与所述固定套（15）之间并均与所述固定套（15）相固定，每一个所述锥形套（16）的两端朝向所述阀杆（5）方向分别形成具有第一斜面（161）的凸块及具有第二斜面（162）的凸块；

所述调节头（4）其朝向所述阀杆（5）的一端上形成一第一环形凹槽（41），并在所述第一环形凹槽（41）上形成有与所述第二斜面（162）相配合的第三斜面（411）；

所述阀杆（5）其朝向所述调节头（4）的一端上形成一第二环形凹槽（51），并在所述第二环形凹槽（51）上形成有与所述第一斜面（161）相配合的第四斜面（511）；

当所述第一斜面（161）与所述第四斜面（511）相贴合，以及所述第二斜面（162）与所述第三斜面（411）相贴合时，使得所述调节头（4）与所述阀杆（5）相固定。

2.如权利要求1所述的黑水角阀，其特征在于，所述第一进口流道（31）包括相互连通的直线进口流道（311）和弯曲进口流道（312）；其中，

所述直线进口流道（311）其中心轴线与所述套筒（6）的中心轴线相垂直；

所述弯曲进口流道（312）与所述第二进口流道（32）相连通，其与所述第二进口流道（32）相连通的一端位于所述导流口（611）的上方。

3.如权利要求1所述的黑水角阀，其特征在于，所述黑水角阀还包括防冲刷护套（9），所述防冲刷护套（9）位于所述阀体（3）与阀盖（7）之间，并套接在所述套筒（6）侧壁的外表面上，且其朝向所述底座（1）的一端位于所述导流口（611）的上方。

4.如权利要求1所述的黑水角阀，其特征在于，所述阀座组件（2）包括内设有所述空腔（20）的阀座（21）和内嵌有所述阀座（21）的衬套（22）；其中，所述衬套（22）朝向所述出口流道（11）的一端设置有一文丘里扩散口（23），且所述文丘里扩散口（23）呈喇叭状并自与所述出口流道（11）相连通的一端起沿背离所述出口流道（11）方向上直径逐渐减少。

5.如权利要求4所述的黑水角阀，其特征在于，所述衬套（22）还包括设置于其中间部分外表面上的法兰（24），所述法兰（24）分别通过上垫片（13）与所述阀体（3）密封连接以及通过下垫片（14）与所述底座（1）密封连接。

6.如权利要求4所述的黑水角阀，其特征在于，所述阀座（21）由碳化钨制作而成，所述衬套（22）由不锈钢制作而成。

7.如权利要求1所述的黑水角阀，其特征在于，所述套筒（6）还包括与所述调节头（4）相配合且用于清洁所述调节头（4）的尖锐平面（612）。

8.如权利要求1所述的黑水角阀，其特征在于，所述黑水角阀还包括设置于所述套筒（6）与所述阀杆（5）之间的组合弹性圈（12）；其中，所述组合弹性圈（12）包括金属内圈（121）和非金属外圈（122），所述非金属外圈（122）与所述阀杆（5）侧壁的外表面贴合在一起。

9.如权利要求8所述的黑水角阀，其特征在于，当所述非金属外圈（122）脱离所述阀杆（5）侧壁的外表面时，所述金属内圈（121）将沿朝向所述阀杆（5）径向做收紧运动，使得所述非金属外圈（122）一直与所述阀杆（5）侧壁的外表面贴合在一起。