CN105114653A - 浮动式多相切断安息角阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动式多相切断安息角阀，包括阀体，带有阀杆的阀芯转动设置于阀体内，阀芯与上、下法兰间各设置一个阀座，阀芯包括入料口、出料口以及与入料口连通的侧开口，侧开口的宽度大于入口导管的直径。当阀芯的出料口与入口导管出口平行时，为开启状态，粉料经入口导管进入阀芯然后流经下法兰衬管排出，实现粉料的输送；当需要关闭安息角阀切断粉料输送时，旋转阀杆，使阀芯旋转90°，阀芯的出料口从与入口衬管出口平行到与入口衬管出口相对垂直，阀座与球芯首先将气相切断，阻止扬尘。粉料从入口导管落下时堆积在阀芯内壁，由于粉料所特有的安息角特性，粉料持续堆积直至球形阀芯内腔内的粉料将入口导管的出口封闭，实现粉料的切断。

Description

浮动式多相切断安息角阀

技术领域

本发明涉及粉料输送控制阀技术领域。

背景技术

管道输送过程一般通过阀门来控制物料流通和切断，但是现有的常规阀(比如球阀或闸阀)在开启或关闭过程中会有少量粉料进入阀体与阀座间，常规阀在使用中会有不同程度的磨损，特殊工况会造成输送粉料的污染，严重时甚至会导致密封件(阀座、球芯)的损坏，破坏阀门的切断功能，所以大部分常规阀门并不适合粉料输送。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足而提供一种利用粉料安息角特性而进行切断密封的浮动式多相切断安息角阀，实现低磨损切断进而避免磨损料对输送介质的污染，切断性能好，且结构简单，利于加工。阀座与阀芯通过研磨，阀芯的浮动特性及阀座背面密封圈的弹性力双重保障，实现球面密封完全满足工业阀门的“零”泄露要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种浮动式多相切断安息角阀，包括阀体，阀体上下两端分别与上、下法兰衬管连接形成流道，上、下法兰衬管分别通过上、下法兰固定；带有阀杆的阀芯转动设置于阀体内，阀芯与上、下法兰间各设置一个阀座，阀座的一个径向端面与阀芯表面接触形成密封面，另一个背向的径向端面与上、下法兰相对固定，阀座通孔环绕在所述流道的四周；阀杆一端插入开设在阀芯表面的固定槽，另一端延伸穿出阀体与驱动器连接；上法兰内设有一入口导管，入口导管下端延伸入阀芯内部；阀芯包括入料口、出料口以及与入料口连通的侧开口，侧开口的宽度大于入口导管的直径；阀杆带动阀芯旋转实现安息角阀的开启和关闭。

当阀芯的出料口与入口导管出口平行时，为开启状态，粉料经入口导管进入阀芯然后流经下法兰衬管排出，实现粉料的输送；当需要关闭安息角阀切断粉料输送时，旋转阀杆，使阀芯旋转90°，阀芯的出料口从与入口衬管出口平行到与入口衬管出口相对垂直，阀芯内壁与入口导管形成“⊥”型流道，粉料从入口导管落下时堆积在阀芯内壁，由于粉料所特有的安息角特性，粉料持续堆积直至球形阀芯内腔内的粉料将入口导管的出口封闭，实现粉料的切断。安息角又称休止角，一般定义为：由所述堆的倾斜平面和所述堆下方的水平面构成的角度，使得特定的一片材料刚好几乎从所述倾斜平面滑下。由于本产品是利用了粉料的安息角特性实现粉料的阻断，所以本产品称为安息角阀，当然，也可以称为休止角阀。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的阀芯与阀体间设有阀体衬管，阀座朝向阀芯的径向端面设有台肩，阀体衬管的上下两端与阀座台肩形成密封，提高了阀体的密封特性。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的阀座的密封面为球面，当阀芯在阀体内向下浮动时，阀座密封面抱紧阀芯，提高了阀座的密封性。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的阀杆通过上阀盖与阀体相对固定，所述上阀盖具有空腔，阀杆穿过上阀盖的空腔，上阀盖通过螺栓与阀体连接，本结构既能将阀杆有效地固定，防止阀杆滑动，又能保证阀杆能自由转动，实现安息角阀的开启和关闭。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的上阀盖与阀体间设有密封垫片，进一步地，所述的上阀盖与阀杆间设有填料函，实现阀门的外密封性能。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的阀杆外周上开有O型圈密封槽，在O型圈密封槽加设O型圈，通过O型圈和填料函内填料对阀杆形成双重密封，可以满足TA-Luft要求。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的入口导管上端设有台肩，上法兰顶端内侧设有容置台肩的环形凹槽，入口导管上平面与上法兰的上平面齐平，由于入口导管上端嵌入式安装，入口导管受到的作用力比较小，受到损坏的可能性较小，因此对入口导管刚性要求较低，多种材料均可使用。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的入口导管内径不大于阀芯出料口直径，使粉料落料更加流畅，避免粉料在某部位堆积。

作为本发明所述的浮动式多相切断安息角阀的一种优选方案，所述的阀座与上、下法兰连接处设有密封圈，进一步地，所述的阀座与上、下法兰间的密封圈为O型圈，O型圈设置在相应的O型圈密封槽内，此处的O型圈密封槽可以开设在上/下法兰上，也可以开设在阀座上，O型圈的弹性特性，可以补偿阀座与阀芯贴合力，与阀芯的浮动特性形成双重保证，实现球面密封完全满足工业阀门的“零”泄露要求。

以上各个方面中提及的特征改进，其它特征也可以结合在上述各个方面中。这些改进和附加特征可以单独地或以任何组合存在。例如，下文在任何示出的实施方式中讨论的各种特征可以单独地或以任何组合结合到任何上述方面中。

有益效果：

本产品利用粉料的安息角特性，在阀芯启闭过程中实现粉料切断功能，当气体输送粉料中粉料体积比较小时，切断时物料堆积难度加大。现有的阀门需配合下游切断阀才能保证切断，本安息角阀通过整体研磨，可实现“零”泄露切断。简化了设备装置，也降低了综合成本。对粉料清洁度要求较高的场合下，如多晶硅粉料输送，完全可以选用耐磨性好且不导电的材料如氮化硅陶瓷材料等制造阀芯、阀座等存有潜在磨损的配合件，减少甚至消除磨损料对粉料的污染，即便有轻微磨损也不影响多晶硅粉的品质。对于其他工况，在关闭阶段将物料侧面冲涮改为正面冲涮也大大减弱了磨损，延长密封件/整台阀的使用寿命，降低维护成本，提高设备运行时间。

附图说明

图1是本发明提供的浮动式多相切断安息角阀截面示意图。

图2为图1中A部分放大示意图。

图3、图4为阀座结构正视图和剖面图。

图5为阀芯结构示意图。

图6为安息角阀开启状态图。

图7为安息角阀关闭状态图。

其中：

1、上法兰2、上法兰衬管3、阀体4、下法兰5、下法兰衬管6、入口导管7、阀芯8、阀杆9、阀座9a、密封面9b、阀座台肩9c、阀座通孔10、上阀盖11、阀体衬管12、填料函13、18、O型圈密封槽14、密封垫片15、入料口16、侧开口17、出料口

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种浮动式多相切断安息角阀，下文称作安息角阀，用于控制粉料的流动。所述的粉料可以为常用的粉料包括煤粉、多晶硅粉料等。

安息角阀包括上法兰1、上法兰衬管2、阀体3、下法兰4、下法兰衬管5和入口导管6，上、下法兰通过螺栓螺母与阀体3连接。上法兰衬管2、下法兰衬管5分别内嵌于上法兰1和下法兰4内。上法兰1顶端内腔设有环形凹槽，入口导管6由上法兰衬管2延伸至阀体3内，入口导管6上端的台肩正好嵌入上法兰的环形凹槽内，入口导管上平面与上法兰的上平面齐平，入口导管受到的作用力比较小，受到损坏的可能性较小，因此对入口导管6刚性要求较低，多种材料均可使用。

带有阀杆8的阀芯7转动设置于阀体3内，阀芯3与上、下法兰间各设置一个阀座9，如图3、4所示，阀座9的密封面9a与阀芯7形成密封，进一步地，密封面9a为球面，当阀芯在阀体内向下浮动时，密封面9a抱紧阀芯。阀座另一个背向的径向端面与上、下法兰相对固定。在上/下法兰与阀座正对的面上开设有O型圈密封槽18，在O型圈密封槽18内放置O型圈，O型圈的弹性特性，可以补偿阀座与阀芯贴合力，与阀芯的浮动特性形成双重保证，实现球面密封完全满足工业阀门的“零”泄露要求。

阀座通孔9c环绕在所述流道的四周。阀座朝向阀芯的径向端面设有台肩9b，阀体3与阀芯7间设置的阀体衬管11的上下两端与阀座台肩压紧形成密封。

如图2所示，在阀杆8与阀体连接处外侧还设有上阀盖10，阀杆8穿过上阀盖10的空腔，阀杆设有止推台肩，与上阀盖形成配合，防止阀杆飞出。进一步，在台肩或者阀杆其他部位的外周上还具有O型圈密封槽13，通过加设O型圈，可以提高密封性。在阀杆外周表面开槽，明显减小了在上阀盖内侧开槽的复杂性和可实现性。当然在上阀盖和阀体的连接处还可以设有多个密封垫片14，根据需求密封垫片可以有多种结构，密封垫片表面也可以有波浪纹或者防滑纹，使在受到压力后在纵向有一定延伸，密封效果更佳。上阀盖和阀体的连接处通过垫片密封，根据需求密封垫材料根据实际工况选用。

在阀杆8和上阀盖10间还通过填料函12进一步密封，防止粉料沿阀杆泄露。填料函结构可特殊设计，满足TA-Luft要求。

如图5所示，阀芯7设有入料口15、出料口17以及与入料口连通的侧开口16，侧开口16的宽度大于入口导管6的直径，入口导管6延伸进阀芯7内腔，入口导管下端终止于阀芯内，当阀杆带动球形阀芯转动时，入口导管在侧开口内旋转，侧开口的长度至少能保证球形阀芯旋转90°。

如图6所示，为安息角阀开启状态图。开启状态时，阀芯的出料口与下端的法兰衬管出口平行，粉料经上法兰衬管内的入口导管进入阀芯然后流经下法兰衬管排出，实现粉料的输送。

当需要关闭安息角阀切断粉料输送时，旋转阀杆8，使阀芯7旋转90°，阀芯7的出料口从与法兰衬管出口平行到与法兰衬管出口相对垂直，阀芯内壁与入口导管形成“⊥”型流道。如图7所示，为安息角阀关闭切断粉料输送时状态图，当粉料从入口导管6落下时堆积在阀芯7内壁，由于粉料所特有的安息角特性，粉料持续堆积直至球形阀芯内腔内的粉料将入口导管的出口封闭，实现粉料的切断。

当介绍本发明的元件或者其实施方式时，冠词“一”、“该”和“所述”旨在是指存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，意味着除了列出的元件之外可以存在附加元件。术语如“上”“下”“左”“右”“内”、“外”为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种浮动式多相切断安息角阀，包括阀体，其特征在于：阀体上下两端分别与上、下法兰衬管连接形成流道，上、下法兰衬管分别通过上、下法兰固定；带有阀杆的阀芯转动设置于阀体内，阀芯与上、下法兰间各设置一个阀座，阀座的一个径向端面与阀芯表面接触形成密封面，另一个背向的径向端面与上、下法兰相对固定，阀座通孔环绕在所述流道的四周；阀杆一端插入开设在阀芯表面的固定槽，另一端延伸穿出阀体与驱动器连接；上法兰内设有一入口导管，入口导管下端延伸入阀芯内部；阀芯包括入料口、出料口以及与入料口连通的侧开口，侧开口的宽度大于入口导管的直径；阀杆带动阀芯旋转实现安息角阀的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的阀芯与阀体间设有阀体衬管，阀座朝向阀芯的径向端面设有台肩，阀体衬管的上下两端与阀座台肩形成密封。

3.根据权利要求2所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的阀座的密封面为球面。

4.根据权利要求1所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的阀杆通过上阀盖与阀体相对固定，所述上阀盖具有空腔，阀杆穿过上阀盖的空腔。

5.根据权利要求4所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的上阀盖与阀体间设有密封垫片。

6.根据权利要求4或5所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的上阀盖与阀杆间设有填料函。

7.根据权利要求6所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的阀杆外周上开有O型圈密封槽。

8.根据权利要求7任意一项所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的入口导管上端设有台肩，上法兰顶端内侧设有容置台肩的环形凹槽，入口导管上平面与上法兰的上平面齐平。

9.根据权利要求8所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的入口导管内径不大于阀芯出料口直径。

10.根据权利要求8所述的浮动式多相切断安息角阀，其特征在于：所述的阀座与上、下法兰连接处设有密封圈。