CN104455511B - 一种大口径高温耐磨平板闸阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大口径高温耐磨平板闸阀，包括：阀体、阀盖、组合阀板和阀座，阀体包括阀体一、阀体二和阀体三，阀体一、阀体三和阀盖组成的空间内设置组合阀板和阀座。所述组合阀板包括通阀板、盲阀板和阀板框架；阀座包括固定式阀座和浮动式阀座。可以将这种高温耐磨的闸阀的口径做的比较大（1200mm到2000mm），能够承受较大的压力，既能保证开启时的流通能力，又能够做到关断时的密封。

Description

一种大口径高温耐磨平板闸阀

技术领域

本发明涉及尾气切断阀门领域，更进一步说，是涉及一种大口径高温耐磨平板闸阀。

背景技术

在当今的设计中，当催化裂化烟机入口切断阀的公称直径小于1200mm时，采用平板闸阀结构。此种平板闸阀，采用了主、副两道软密封，密封效果良好。如图1所示，由于大型平板阀板的承压和热变形问题的限制，公称直径为DN1200的阀门实际最大流通直径也只有900mm，流通直径已经无法进一步加大；也曾经有人设计过公称直径1200-1300mm烟机入口电动闸阀，此阀门的实际流通直径达到了1200mm，如图2所示，由于采用了承压阀板，仅能采用了单面的硬密封，在实际使用中，存在较大的泄露，无法满足工程使用的需要，也没能够大面积的推广。

在现在的工程实际应用中，当阀门公称直径大于1200mm时，现有闸阀型式无法满足使用要求，采用三偏心硬密封的蝶阀来代替。这种特种蝶阀只能从国外引进，由于高温三偏心蝶阀硬密封结构的限制，在高温的工况下无法做到真正的密封，无法满足烟机检修时烟气切断的要求。而且经常出现泄漏和卡涩现象，影响了装置正常生产，特别是发生过严重的事故(未能关闭和阀板螺栓断裂)，造成了烟机的严重损坏。因此，采用三偏心蝶阀作为烟机入口切断阀，是由于现有设备限制的一种妥协方案，并不是最佳配置，开发大口径烟机入口高温闸阀已经迫在眉睫。

发明内容

为解决现有技术中平板闸阀受到结构的限制无法做大，和现有技术的烟机入口电动闸阀单面硬密封的泄露问题，本发明提供一种大口径高温耐磨平板闸阀。可以将这种高温耐磨的闸阀的口径做的比较大(1200mm到2000mm)，能够承受较大的压力，既能保证开启时的流通能力，又能够做到关断时的密封。

本发明的目的是提供一种大口径高温耐磨平板闸阀。

包括：阀体、阀盖、组合阀板和阀座，阀体包括阀体一、阀体二和阀体三，阀体一中间为四块板围成的火柴盒状结构，沿介质流通方向阀板的两侧为筒状结构，阀体二、阀体三均为截面为台阶状的筒状结构，阀体一分别与阀体二、阀体三固定连接成整体结构；阀盖由上阀盖、下阀盖组成，上阀盖与阀体一的上端法兰固定连接，下阀盖与阀体一的下端法兰固定连接，其特征在于：

阀体一、阀体三和阀盖组成的空间内设置组合阀板和阀座；

所述组合阀板包括通阀板、盲阀板和阀板框架；通阀板为圆环结构；盲阀板为圆盘结构，内部双向内凹，并设置有加强筋；阀板框架为板状或框架结构，阀板框架上沿阀板运动方向在两侧分别设置与通、盲阀板尺寸相匹配的圆孔，圆孔内开有环槽，盲阀板和通阀板分别嵌入在这两个环槽中；

阀座包括固定式阀座和浮动式阀座，

固定式阀座为一圆环，固定式阀座与阀体三固定联接，固定式阀座与盲阀板、通阀板之间的接触面上设有软密封环B，在阀门开启的状态下，固定在固定式阀座上的软密封环B压紧在通阀板上，此时，固定式阀座与通阀板依靠软密封环B构成闸阀开启状态的主密封副；在阀门关闭的状态下，固定在固定式阀座上的软密封环B压紧在盲阀板上，此时，固定式阀座与盲阀板依靠软密封环B构成闸阀关闭状态的主密封副，在软密封环B之间设置有环形腔；

浮动式阀座为截面为台阶状的筒状结构，其台阶部分设置在阀体一和阀板之间，浮动式阀座与盲阀板、通阀板之间的接触面上设置有软密封环A，在阀门开启的状态下，固定在浮动式阀座上的软密封环A压紧在通阀板上，此时，浮动式阀座与通阀板依靠软密封环A构成闸阀开启状态的辅助密封副；在阀门关闭的状态下，固定在浮动式阀座上的软密封环A压紧在盲阀板上，此时，浮动式阀座与盲阀板依靠软密封环A构成闸阀关闭状态的辅助密封副；

浮动式阀座由辅助密封油缸驱动，辅助密封油缸控制浮动式阀座的移动实现浮动式阀座与阀板的压紧与松脱：在开关过程中，液压控制浮动式阀座与阀板松脱，释放掉密封作用在阀板上的压力；在全开或者全关的工作状态下，液压控制浮动式阀座压紧在阀板上。

所述组合式阀板采用电液或者电动执行机构驱动，执行机构上置或下置。

固定式阀座、浮动式阀座与阀板的相临的密封端面堆焊硬质合金。

通阀板与阀板框架之间、盲阀板与阀板框架之间的间隙为1～5mm；

通阀板与阀板框架之间、盲阀板与阀板框架之间设置阻尼器；

所述浮动式阀座与阀体一之间设置填料密封，并用压盖压紧，填料采用柔性石墨。

辅助密封油缸的驱动杆穿过阀体二、阀体一后与浮动式阀座固定连接，驱动杆与阀体二之间设有填料密封，并用压盖压紧；

辅助密封油缸与阀体二之间设有隔热层，并在隔热层与辅助密封油缸之间设有防止漏油的环形隔离板；

辅助密封油缸采用夹套结构，外部通有冷却油；

辅助密封油缸的驱动杆与油缸的密封处，设有泄露回油装置。

辅助密封油缸采用阻燃式液压油；

辅助密封油缸设置有弹簧助开或助关装置。

所述阀板框架与阀体一之间设置导轨。

所述软密封环A、软密封环B优选为柔性石墨密封环，所述软密封环A、软密封环B的数量优选为1～4个；

所述辅助密封油缸的数量优选为4-12，沿环形均匀分布。

所述驱动浮动式阀座的辅助密封油缸和主执行机构采用顺序的逻辑控制，逻辑如下：开阀时，辅助密封油缸首先动作，液压控制浮动式阀座与盲阀板松脱，然后主执行机构动作，将阀打开，阀位反馈信号指示闸阀完全打开后，液压控制浮动式阀座压紧在通阀板上，开阀过程完成；关阀时，辅助密封油缸首先动作，液压控制浮动式阀座与通阀板松脱，然后主执行机构动作，将阀关闭，阀位反馈信号指示闸阀完全关闭后，液压控制浮动式阀座压紧在盲阀板上，关阀过程完成。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种大口径高温耐磨平板闸阀，其闸阀由阀体，阀盖，组合阀板，导轨和阀座组成，采用了动静组合式阀座，通阀板、盲阀板、阀板框架的组合式阀板的结构。

组合阀板由通阀板，盲阀板和阀板框架组成，阀板采用嵌入阀板框架的组合式结构。

组合式阀板由一电动或者电液执行机构驱动，执行机构可以上置或下置。

通阀板为一整圆环结构，热变形小。

盲阀板为一圆盘结构，内部双向内凹，并有加强筋，具有足够的承压能力，热变形也小。

通阀板和盲阀板与阀座相临的端面堆焊硬质合金，具有耐磨和耐高温特点。

阀板框架与阀体一之间增设一导轨，确保闸阀的直线行程，减小阀板密封面磨损。

阀板与阀板框架间预留足够的间隙，以保证阀板在热态下的膨胀变形所需空间要求。通阀板、盲阀板和阀板框架之间增设阻尼器，防止工作中的振动，确保阀门的长期运行。

阀座包括固定式阀座和浮动式阀座：

固定式阀座上设有1-4道软密封环B，在软密封环B之间增加一环形腔，通入蒸汽等缓冲气，形成一微正压气体密封。软密封环B为柔性石墨密封环。

固定式阀座与阀板相邻的面堆焊硬质合金，当软密封失效时，转变为金属硬密封。

浮动式阀座与阀体的密封采用填料密封，采用压盖压紧。

固定式阀座和浮动式阀座均为对称的整体，具有较高的刚性和较小热变形。

浮动式阀座的填料采用柔性石墨。浮动式阀座和通阀板、盲阀板依靠软密封环A形成闸阀的辅助密封副。浮动式阀座上设有1-4道软密封环A，软密封环A为柔性石墨密封环。

浮动式阀座由4到12只环形均布的辅助密封油缸驱动，浮动式阀座和通阀板、盲阀板依靠软密封环A形成闸阀的辅助密封副，此辅助密封副通过液压控制实现浮动式阀座与通阀板、盲阀板的压紧与松脱。在开关过程中，液压控制浮动式阀座与通阀板、盲阀板松脱，释放掉密封作用在通阀板、盲阀板上的压力，从而显著减少密封面磨损减小提升力；在全关或者全开的工作状态下，液压控制浮动式阀座压紧在通阀板、盲阀板上，在起到辅助密封的作用同时使通阀板、盲阀板与固定式阀座的接触更加均匀，提高密封性能，并有效地保护密封面。

针对现有技术的不足，本发明采用了由通阀板、盲阀板与阀板框架组成的组合式阀板，其通阀板为一整圆环结构，具有以圆心为轴心的对称结构，整体热变形较长方形的平板阀板小。盲阀板为一圆盘结构，内部双向内凹，并有加强筋，具有足够的承压能力，具有以圆心为轴心的对称结构，整体热变形较长方形的平板阀板小，另外，通、盲阀板两端面为平面，可以采用主副两道密封。

本发明其还采用了动静组合式阀座的复合密封结构，固定式阀座上设有两道软密封环B，在两道软密封环B之间增加一环形腔，通入蒸汽等缓冲气，形成一微正压气体密封。固定式阀座与通阀板、盲阀板相邻的面堆焊硬质合金，当软密封失效时，转变为金属硬密封。浮动式阀座由4到12只环形均布的液压油缸驱动，浮动式阀座和通阀板、盲阀板依靠固定在浮动阀座上的软密封环A形成闸阀的辅助密封副，此辅助密封副通过液压控制实现浮动式阀座与通阀板、盲阀板的压紧与松脱。

正是由于以上所述的结构，本发明可以将这种高温耐磨的闸阀的口径做的比较大(1200mm到2000mm)，能够承受较大的压力，既能保证开启时的流通能力，又能够做到关断时的密封。

附图说明

图1现有技术的烟机入口平板闸阀的主视图

图2现有技术的烟机入口电动闸阀的主视图

图3本发明的平板闸阀开启状态主视剖面图

图4本发明的平板闸阀开启状态主视剖面图的局部放大图

图5本发明的平板闸阀关闭状态主视剖面图

图6本发明的平板闸阀开启状态侧视剖面图

附图标记说明：

1执行机构；2下阀盖；3阀体一；4浮动式阀座；5压盖A；6填料A；7辅助密封油缸；8辅助密封油缸驱动杆；9阀体二；10隔热层；11环形隔离板；12压盖B；13填料B；14软密封环A；15上阀盖；16阀板框架；17阀体三；18通阀板；19软密封环B；20固定式阀座；21盲阀板；22导轨

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例：

一种大口径高温耐磨平板闸阀。

包括：阀体、阀盖、组合阀板和阀座，

阀体包括阀体一3、阀体二9和阀体三17，阀体一3中间为四块板围成的火柴盒状结构，沿介质流通方向阀板的两侧为筒状结构，阀体二9、阀体三17均为截面为台阶状的筒状结构，阀体一3分别与阀体二9、阀体三17通过螺栓联接成整体的结构；

阀盖包括上阀盖15、下阀盖2，采用整体铸造结构，上阀盖15与阀体一3的上端法兰用螺栓固定连接，下阀盖2与阀体一3的下端法兰用螺栓固定连接；

阀体一3、阀体三17和阀盖组成的空间内设置组合阀板和阀座；

组合阀板包括通阀板18、盲阀板21和阀板框架16，通阀板18为圆环结构；盲阀板21为圆盘结构，内部双向内凹，并设置有加强筋；阀板框架16为一方板，阀板框架上沿阀板运动方向在两侧分别设置与阀板尺寸相匹配的圆孔，圆孔内开有环槽，盲阀板21和通阀板18分别嵌入在这两个环槽中；

组合式阀板采用电液执行机构1驱动，执行机构下置。

通阀板18与阀板框架16间、盲阀板21与阀板框架16间均预留1.5mm的间隙；

通阀板18和阀板框架16之间、盲阀板21和阀板框架16之间均设置碟簧式阻尼器；

阀板框架16与阀体一3之间设置导轨22；

阀座包括固定式阀座20和浮动式阀座4，均为对称的整体结构；

固定式阀座20为一圆环，用螺栓与阀体三17固定联接，固定式阀座20与盲阀板21、通阀板18之间的接触面上设有两道柔性石墨软密封环B19，在两道软密封环B之间设置有环形腔；

浮动式阀座4为截面为台阶状的筒状结构，其台阶部分设置在阀体一3和阀板之间，浮动式阀座4与盲阀板21、通阀板18之间的接触面上设置有两道柔性石墨软密封环A，在阀门开启的状态下，固定在浮动式阀座上的软密封环A压紧在通阀板上，此时，浮动式阀座与通阀板依靠软密封环A构成闸阀开启状态的辅助密封副；在阀门关闭的状态下，固定在浮动式阀座上的软密封环A压紧在盲阀板上，此时，浮动式阀座与盲阀板依靠软密封环A构成闸阀关闭状态的辅助密封副；浮动式阀座4由6只环形均布的辅助密封油缸7驱动，辅助密封油缸7控制浮动式阀座4的移动实现浮动式阀座与阀板的压紧与松脱：在开关过程中，液压控制浮动式阀座与阀板松脱，释放掉密封作用在阀板上的压力；在全开或者全关的工作状态下，液压控制浮动式阀座压紧在阀板上。

固定式阀座20、浮动式阀座4与阀板的相临的密封端面堆焊硬质合金。

浮动式阀座4与阀体二9之间设置填料密封并用压盖B12压紧，填料B13采用柔性石墨。

辅助密封油缸7的驱动杆8穿过阀体二9、阀体一3后与浮动式阀座4固定连接，驱动杆8与阀体二9之间设有填料密封，并用压盖A5压紧；

辅助密封油缸7与阀体二之间设有隔热层10，并在隔热层10与辅助密封油缸7之间设有防止漏油的环形隔离板11；辅助密封油缸7采用夹套结构，外部通有冷却油；辅助密封油缸7的驱动杆8与油缸的密封处，设有泄露回油装置，辅助密封油缸7采用阻燃式液压油；辅助密封油缸7设置有弹簧助开或助关装置。

驱动浮动式阀座的辅助密封油缸7和执行机构1采用顺序的逻辑控制，逻辑如下：开阀时，辅助密封油缸7首先动作，液压控制浮动式阀座与盲阀板21松脱，然后执行机构1动作，将阀打开，阀位反馈信号指示闸阀完全打开后，液压控制浮动式阀座压紧在通阀板18上，开阀过程完成；关阀时，辅助密封油缸7首先动作，液压控制浮动式阀座与通阀板18松脱，然后执行机构1动作，将阀关闭，阀位反馈信号指示闸阀完全关闭后，液压控制浮动式阀座压紧在盲阀板21上，关阀过程完成。

Claims (10)

1.一种大口径高温耐磨平板闸阀，包括：阀体、阀盖、组合阀板和阀座，阀体包括阀体一、阀体二和阀体三，阀体一中间为四块板围成的火柴盒状，沿介质流通方向阀板的两侧为筒状，阀体二、阀体三均为截面为台阶状的筒状结构，阀体一分别与阀体二、阀体三固定连接成整体结构；阀盖由上阀盖、下阀盖组成，上阀盖与阀体一的上端法兰固定连接，下阀盖与阀体一的下端法兰固定连接，其特征在于：

阀体一、阀体三和阀盖组成的空间内设置组合阀板和阀座；

所述组合阀板包括通阀板、盲阀板和阀板框架；通阀板为圆环结构；盲阀板为圆盘结构，内部双向内凹，并设置有加强筋；阀板框架为板状或框架结构，阀板框架上沿阀板运动方向在两侧分别设置与盲阀板、通阀板尺寸相匹配的圆孔，圆孔内开有环槽，盲阀板和通阀板分别嵌入在这两个环槽中；

阀座包括固定式阀座和浮动式阀座，

固定式阀座为一圆环，固定式阀座与阀体三固定联接，固定式阀座与盲阀板、通阀板之间的接触面上设有软密封环B，在软密封环B之间设置有环形腔；

浮动式阀座为截面为台阶状的筒状结构，其台阶部分设置在阀体一和阀板之间，浮动式阀座与盲阀板、通阀板之间的接触面上设置有软密封环A；

浮动式阀座由辅助密封油缸驱动，辅助密封油缸控制浮动式阀座的移动实现浮动式阀座与阀板的压紧与松脱：在开关过程中，液压控制浮动式阀座与阀板松脱，释放掉密封作用在阀板上的压力；在全开或者全关的工作状态下，液压控制浮动式阀座压紧在阀板上。

2.如权利要求1所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

所述组合式阀板采用电液或者电动执行机构驱动，执行机构上置或下置。

3.如权利要求1所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

固定式阀座、浮动式阀座与阀板相临的密封端面堆焊硬质合金。

4.如权利要求1所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

通阀板与阀板框架之间、盲阀板与阀板框架之间的间隙为1～5mm；

通阀板与阀板框架之间、盲阀板与阀板框架之间设置阻尼器。

5.如权利要求1所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

所述浮动式阀座与阀体一之间设置填料密封，并用压盖压紧。

6.如权利要求1所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

辅助密封油缸的驱动杆穿过阀体二、阀体一后与浮动式阀座固定连接，驱动杆与阀体二之间设有填料密封，并用压盖压紧；

辅助密封油缸与阀体二之间设有隔热层，并在隔热层与辅助密封油缸之间设有防止漏油的环形隔离板；

辅助密封油缸采用夹套结构，外部通有冷却液；

辅助密封油缸的驱动杆与油缸的密封处，设有泄露回油装置。

7.如权利要求6所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

辅助密封油缸采用阻燃式液压油；

辅助密封油缸设置有弹簧助开或助关装置。

8.如权利要求1～6之一所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

所述阀板框架与阀体一之间设置导轨。

9.如权利要求8所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

所述驱动浮动式阀座的辅助密封油缸和主执行机构采用顺序的逻辑控制：开阀时，辅助密封油缸首先动作，液压控制浮动式阀座与盲阀板松脱，然后主执行机构动作，将阀打开，阀位反馈信号指示闸阀完全打开后，液压控制浮动式阀座压紧在通阀板上，开阀过程完成；关阀时，辅助密封油缸首先动作，液压控制浮动式阀座与通阀板松脱，然后主执行机构动作，将阀关闭，阀位反馈信号指示闸阀完全关闭后，液压控制浮动式阀座压紧在盲阀板上，关阀过程完成。

10.如权利要求9所述的大口径高温耐磨平板闸阀，其特征在于：

所述软密封环A、软密封环B为柔性石墨密封环，所述软密封环A、软密封环B的数量为1～4个；

所述辅助密封油缸的数量为4-12，沿环形均匀分布。