CN105276198B - 一种煤粉流量调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明属于干煤粉气化领域，具体涉及一种用于调节气载煤粉流量大小的调节阀。该流量调节阀包括阀体，所述阀体上设有流体流入口、流体流出口，阀体内设有用于调节流体流量的阀芯，所述阀体与阀芯之间的间隙处设有与阀体衬套连接且套设在阀芯外侧并与阀芯滑动配合、用于阻挡杂物由阀体与阀芯之间的间隙进入阀盖处的挡圈。挡圈有效避免了异物从阀体与阀芯之间的间隙进入阀盖处而对波纹管阀杆造成的破坏，挡圈在阻挡异物的同时还对阀芯的运动起着导向作用，另外，由于挡圈板面的齿形孔，阀盖上的吹扫孔导入的气流可以通过所述的齿形孔均匀地进入阀体的下游，便于吹扫气流将波纹管阀杆处的煤粉以及挡圈上的杂物吹扫干净。

Description

一种煤粉流量调节阀
技术领域
本发明属于干煤粉气化领域，具体涉及一种用于调节气载煤粉流量大小的调节阀。
背景技术
干煤粉加压气化工艺中，进入气化炉的煤粉流量需要调节阀来进行控制。该调节阀包括阀体，阀体上端为流体流入口、下端由驱动装置驱动阀杆带动阀芯在阀体内上下运动，阀体侧壁上设有流体流出口，该调节阀的阀芯呈桶状且桶口朝向流体流入口，阀芯的桶壁上设置有贯穿阀芯一侧桶壁的U型节流通道，煤粉气流由流体流入口进入阀体，然后进入桶状阀芯内并由桶状阀芯的桶壁上设置的U型节流通道通过，再经阀体侧壁上的流体流出口流出。阀芯在上下运动过程中靠改变阀芯上的U型节流通道与流体流出口对准的窗口面积来实现煤粉流量的调节。由于现场操作及工艺方面的种种原因，流经阀门的介质中常常带有铁丝、焊条、较硬的块状物等异物，另外由于该调节阀采用倒置安装，因此异物很容易从阀体与阀芯之间的间隙进入阀盖处，并对波纹管阀杆造成破坏，缩短了调节阀的使用寿命，增加了设备的维护成本。
发明内容
本发明提供一种用于调节气载煤粉流量的调节阀，该调节阀结构有效避免了异物从阀体与阀芯之间的间隙进入阀盖处，对波纹管阀杆具有很好的保护作用。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种气载煤粉流量调节阀，包括阀体，所述阀体上设有流体流入口、流体流出口，阀体内设有用于调节流体流量的阀芯，所述阀体与阀芯之间的间隙处设有与阀体衬套连接且套设在阀芯外侧并与阀芯滑动配合、用于阻挡杂物由阀体与阀芯之间的间隙进入阀盖处的挡圈。
进一步的技术方案：所述的挡圈为圆环状板体结构，沿着所述挡圈内侧设有贯穿挡圈板面的齿形孔。
进一步的技术方案：所述的阀体衬套由阀体进口段衬套、阀体中腔衬套、阀体出口段衬套组成，所述阀体进口段衬套一端为流体流入口，另一端与阀体中腔衬套连接，阀体中腔衬套侧壁处设有流体流出口，所述的流体流出口连接阀体出口段衬套，所述阀芯呈桶状结构且桶口朝向流体流入口布置，阀芯桶壁上设有贯穿阀芯一侧桶壁的节流通道，所述阀芯通过阀芯桶底部连接的波纹管阀杆的带动沿阀体中腔衬套的轴向来回运动以调节节流通道与流体流出口对准的窗口面积。
进一步的技术方案：所述的进口段衬套、阀体中腔衬套、阀体出口段衬套以及阀芯均由耐磨金属陶瓷材料制成；所述阀芯外壁设置的密封面与阀体中腔衬套内壁密封面构成密封副。
进一步的技术方案：所述挡圈螺纹连接于中腔衬套的内壁上且临近流体流出口布置，所述挡圈套设在阀芯的外桶壁并与阀芯的外桶壁构成滑动配合。
进一步的技术方案：所述阀体衬套中流体的流入方向与流出方向之间的夹角为60°。
进一步的技术方案：所述节流通道由所述阀芯在桶口处开设的梯形缺口构成，所述梯形缺口较长的底边位于桶沿处，较短的底边呈弧形且弧形曲率中心位于节流通道内。
进一步的技术方案：所述阀芯包括与波纹管阀杆相连的阀芯部件，以及与阀芯部件可拆卸式连接的节流通道部件，所述节流通道部件为构成阀芯中部分桶壁的半圆弧形弯板结构，所述节流通道位于所述半圆弧形弯板上。
进一步的技术方案：所述半圆弧形弯板的弧形侧边与阀芯部件的连接处通过定位销连接定位，所述半圆弧形弯板的相对直边与阀芯部件的连接处分别通过螺钉紧固。
进一步的技术方案：所述的阀盖处设有向阀体内腔进行吹扫的吹扫孔。
本发明的有益效果在于：
(1)挡圈有效避免了异物从阀体与阀芯之间的间隙进入阀盖处，对波纹管阀杆具有很好的保护作用，挡圈在阻挡异物的同时还对阀芯的运动起着导向作用，另外，由于挡圈板面的齿形孔，阀盖上的吹扫孔导入的气流可以通过所述的齿形孔均匀地进入阀体的下游，便于吹扫气流将波纹管阀杆处的煤粉以及挡圈上的杂物吹扫干净。
(2)本发明中节流通道的结构相比于传统的U型节流通道，流通能力更高，节流通道的加工深度更是小于传统的U型节流通道，相比而言更易于加工且成本更低，阀门结构更紧凑。
(3)本发明中将阀芯做成阀芯部件、节流通道部件两部分结构，阀芯的节流通道部位磨损后，只需局部更换节流通道部件就能恢复阀门的调节性能，可极大地节约运行成本。
附图说明
图1、2分别为本发明调节阀全开、全闭状态下的结构示意图。
图3、4为分别本发明中挡圈、阀芯的结构示意图。
图5、6、7分别为本发明中阀芯部件的主视图、俯视图、左视图。
图8、9、10、11分别为本发明中节流通道部件的主视图、俯视图、仰视图、立体图。
附图中附图标记的具体含义如下：
1-进料短接 2-阀体 3-中腔衬套 4-阀芯 5-挡圈
6-波纹管阀杆 7-阀盖 8-阀芯部件 9-定位销 10-梯形槽部件
11-螺钉 12-节流通道 13-出口段衬套 14-进口段衬套
具体实施方式
下面结合附图对本发明结构进行进一步说明：
一种煤粉流量调节阀，包括阀体2，所述阀体2上设有流体流入口、流体流出口，阀体2内设有用于调节流体流量的阀芯4，所述阀体2与阀芯4之间的间隙处设有与阀体衬套连接且套设在阀芯4外侧并与阀芯4滑动配合、用于阻挡杂物由阀体2与阀芯4之间的间隙进入阀盖7处的挡圈5。该调节阀在用于气载煤粉流量的调节时，由于阀体2与阀芯4之间的间隙处设置了挡圈5，气载煤粉中的杂物可被挡圈5有效拦截，防止了煤粉中异物进入阀盖7后损坏或卡涩波纹管阀杆6，被拦截的杂物可继续随气流由流体流出口带出，极大地降低了阀门的维护成本。
所述的挡圈5为圆环状板体结构，沿着所述挡圈5内侧设有贯穿挡圈5板面的齿形孔。该挡圈5在阻挡异物的同时还对阀芯4的运动起着导向作用，保证阀芯4在阀体2内的正常运动；另外，由于挡圈5板面的齿形孔，阀盖7上的吹扫孔导入的气流可以通过所述的齿形孔均匀地进入阀体的下游，便于吹扫气流将波纹管阀杆6处的煤粉以及挡圈5上的杂物吹扫干净。
所述的阀体2内壁由阀体进口段衬套14、阀体中腔衬套3、阀体出口段衬套13组成，所述阀体进口段衬套14一端为流体流入口，另一端与阀体中腔衬套3连接，阀体中腔衬套3侧壁处设有流体流出口，所述的流体流出口连接阀体出口段衬套13，所述阀芯4呈桶状结构且桶口朝向流体流入口布置，阀芯4桶壁上设有贯穿阀芯4一侧桶壁的节流通道12，所述阀芯4通过阀芯4桶底部连接的波纹管阀杆6的带动沿阀体中腔衬套3的轴向来回运动以调节节流通道12与流体流出口对准的窗口面积。即煤粉气流的流通路径是：由流体流入口进入阀体，然后进入桶状阀芯4内并由桶状阀芯4的桶壁上设置的节流通道通过，再经阀体中腔衬套3侧壁上的流体流出口流入阀体出口段衬套13后流出。节流通道12的节流功能是这样实现的：所述的波纹管阀杆6带动阀芯4在阀体内来回运动，阀芯4上的节流通道12位于流体流出口中的窗口面积就会发生变化，相应煤粉气流的流量就会被调节，如图1所示为阀门全开状态下的示意图，图2为阀门全闭状态下的示意图。
所述的进口段衬套14、阀体中腔衬套3、阀体出口段衬套13以及阀芯4均由耐磨金属陶瓷材料制成；所述阀芯4外壁设置的密封面与阀体中腔衬套3内壁密封面构成密封副。由于阀门介质为高压气载煤粉，为了提高阀门的耐冲刷性，本发明通过位于阀体2内壁处的耐磨金属陶瓷衬套以及由耐磨金属陶瓷材料制成阀芯4来隔绝煤粉对承压金属阀体2的磨蚀。
更为具体的结构：所述挡圈5螺纹连接于中腔衬套3的内壁上且临近流体流出口布置，所述挡圈5套设在阀芯4的外桶壁并与阀芯4的外桶壁构成滑动配合。
所述阀体衬套中流体的流入方向与流出方向之间的夹角为60°。该阀门安装时，阀体2中的阀体进口衬套14和阀体中腔衬套3的轴向重合且垂直于地面，保证煤粉垂直向下进入流体流入口，即煤粉垂直向下流入阀体2中，经节流通道节流后偏转60度斜向下流出阀体2。该结构极大地增强了阀体2内流体的流动性。
所述节流通道12由所述阀芯4在桶口处开设的梯形缺口构成，所述梯形缺口较长的底边位于桶沿处，较短的底边呈弧形且弧形曲率中心位于节流通道12内。实践表明，该结构的节流通道12相比于传统的U型节流通道，流通能力更高，有效减小了煤粉介质的流通阻力，煤粉不易在阀体2内堵塞，节流通道的加工深度更是小于传统的U型节流通道，相比而言更易于加工且成本更低，阀门结构更紧凑。该节流通道12截面可以是梯形、三角形、扇形、矩形、双曲线型、抛物线型、多孔阵列型等，以便满足不同工况下的流量调节要求。
如图4-11所示：所述阀芯4包括与波纹管阀杆6相连的阀芯部件8，以及与阀芯部件8可拆卸式连接的节流通道部件10，所述节流通道部件10为构成阀芯4中部分桶壁的半圆弧形弯板结构，所述节流通道12位于所述半圆弧形弯板上。由于流体介质是气载煤粉，阀芯4上的节流通道12处极易发生磨损破坏，一旦发生损坏就需要更换整个阀芯4，而阀芯4的成本又高，本发明中将阀芯4做成阀芯部件8、节流通道部件10两部分结构，阀芯4的节流通道部位磨损后，只需局部更换节流通道部件10就能恢复阀门的调节性能，可极大地节约运行成本。
所述半圆弧形弯板的弧形侧边与阀芯部件8的连接处通过定位销9连接定位，所述半圆弧形弯板的相对直边与阀芯部件8连接处分别通过螺钉11紧固。该结构易于加工，便于安装，在更换节流通道部件10时易于拆卸。
另外，所述的阀盖7处设有向阀体内腔进行吹扫的吹扫孔。气载煤粉在输送过程中会有小部分进入阀芯4与阀体2中腔段3之间的间隙处，通过所述阀盖7处的吹扫孔可对进入阀芯4与阀体2中腔段3之间的间隙、以及波纹管阀杆6上的煤粉进行吹扫，煤粉经过挡圈5上的齿形孔后由流体流出口流出，吹扫气流可以防止煤粉在倒装阀门的阀盖7处堆积，保证波纹管阀杆6上的波纹管可以自由伸缩；另外，通过吹扫孔可以向阀体2内通入气流，气流沿着阀芯4的圆周形成环形气流，防止密相输送煤粉突然节流后可能引起的断流。

Claims (9)

1.一种煤粉流量调节阀，其特征在于：包括阀体(2)，所述阀体(2)上设有流体流入口、流体流出口，阀体(2)内设有用于调节流体流量的阀芯(4)，所述阀体(2)与阀芯(4)之间的间隙处设有与阀体衬套连接且套设在阀芯(4)外侧并与阀芯(4)滑动配合、用于阻挡杂物由阀体(2)与阀芯(4)之间的间隙进入阀盖(7)处的挡圈(5)；
所述的挡圈(5)为圆环状板体结构，沿着所述挡圈(5)内侧设有贯穿挡圈(5)板面的齿形孔；
所述阀体(2)倒置安装，即所述阀体(2)安装时流体流入口处于上侧，流体流出口处于下侧。
2.如权利要求1所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述的阀体衬套由阀体进口段衬套(14)、阀体中腔衬套(3)、阀体出口段衬套(13)组成，所述阀体进口段衬套(14)一端为流体流入口，另一端与阀体中腔衬套(3)连接，阀体中腔衬套(3)侧壁处设有流体流出口，所述的流体流出口连接阀体出口段衬套(13)，所述阀芯(4)呈桶状结构且桶口朝向流体流入口布置，阀芯(4)桶壁上设有贯穿阀芯(4)一侧桶壁的节流通道(12)，所述阀芯(4)通过阀芯(4)桶底部连接的波纹管阀杆(6)的带动沿阀体中腔衬套(3)的轴向来回运动以调节节流通道(12)与流体流出口对准的窗口面积。
3.如权利要求2所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述的进口段衬套(14)、阀体中腔衬套(3)、阀体出口段衬套(13)以及阀芯(4)均由耐磨金属陶瓷材料制成；所述阀芯(4)外壁设置的密封面与阀体中腔衬套(3)内壁密封面构成密封副。
4.如权利要求2所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述挡圈(5)螺纹连接于阀体中腔衬套(3)的内壁上且临近流体流出口布置，所述挡圈(5)套设在阀芯(4)的外桶壁并与阀芯(4)的外桶壁构成滑动配合。
5.如权利要求2所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述阀体衬套中流体的流入方向与流出方向之间的夹角为60°。
6.如权利要求2所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述节流通道(12)由所述阀芯(4)在桶口处开设的梯形缺口构成，所述梯形缺口较长的底边位于桶沿处，较短的底边呈弧形且弧形曲率中心位于节流通道(12)内。
7.如权利要求2或3所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述阀芯(4)包括与波纹管阀杆(6)相连的阀芯部件(8)，以及与阀芯部件(8)可拆卸式连接的节流通道部件(10)，所述节流通道部件(10)为构成阀芯(4)中部分桶壁的半圆弧形弯板结构，所述节流通道(12)位于所述半圆弧形弯板上。
8.如权利要求7所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述半圆弧形弯板的弧形侧边与阀芯部件(8)的连接处通过定位销连接定位，所述半圆弧形弯板的相对直边与阀芯部件(8)的连接处分别通过螺钉紧固。
9.如权利要求8所述的煤粉流量调节阀，其特征在于：所述的阀盖(7)处设有向阀体(2)内腔进行吹扫的吹扫孔。
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