CN105650298B - 一种圆顶阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆顶阀，包括阀体、阀芯、阀座和阀盖，还包括，压盖，一端与所述阀盖相连接，另一端超出所述阀盖的内侧面形成限位面后，向下延伸抵触至圆顶阀关闭时的阀芯的外端面，形成密封通道；密封机构，包括夹持部件和密封部件，设置于所述密封通道内，且能够在所述密封通道内运动，运动范围最远抵触至所述限位面，最近抵触至所述外端面；气源通道，自所述阀盖开孔延伸至所述密封通道形成进气和排气的通道。本发明由于采用硬性的密封机构用来密封，在加强了圆顶阀的密封性时的同时也整体延长了圆顶阀的使用寿命，极大地满足生产工艺需要，保证了人身和设备安全。

Description

一种圆顶阀

技术领域

本发明属于阀体技术领域，涉及一种圆顶阀。

背景技术

普通球阀密封主要依靠在预紧力或流体压力作用下，阀座与球体压紧并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封。由于阀体和球体采用金属材料，阀座选用软质的非金属材料，当这类球阀应用于冷、热态工作环境中，由于阀座和阀体的材料不同，热胀冷缩不一致，容易造成在运行中球阀发生渗漏或阀门启闭失灵。

圆顶阀是世界上最有效、能迅速开闭的物料输送阀，也是目前国际上燃煤电厂输灰系统使用数量最多、使用效果最佳的关键性阀门，在系统运行中用于隔断和接通电除尘灰斗与仓泵之间的下料、用作仓泵排气门、用于单元仓泵的输送出料门、灰库切换圆顶阀、灰库卸料圆顶阀等等。落料圆顶阀使得灰斗里的积灰定时定量的落入到仓泵内，每一个灰斗的仓泵配备一台落料圆顶阀。一旦圆顶阀出现故障，如果处理不及时，积灰输不出去，灰斗里的料位越来越高，越过料位计后会报警，严重的可以把灰斗撑裂或把电场顶掉，甚至可能造成机组停运事故。

现有圆顶阀发明专利结构采用气囊充气膨胀与球面结合来实现密封和阻断介质流通。由于气囊密封需要气体来膨胀才能达到与球面的贴合，所以先天因素决定气囊的材料和寿命达不到使用工矿的续期效果(气囊磨损，在高温环境下软性材质容易疲软，断裂)，即使气囊更换氟橡胶材质，由于管道内的介质是颗粒物，这样很容易把气囊冲刷损坏掉。由于电厂的很多场合的工矿很恶劣，现在市面上的气囊式软密封圆顶阀在使用过程中寿命很短，短周期内就要更换气囊，这样对生产和维护都很不便利。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有圆顶阀中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种硬密封排气圆顶阀，其通过硬密封活塞阀座运动与阀芯接触来实现切断介质的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种圆顶阀，包括阀体、阀芯、阀座和阀盖，阀芯设置于阀体内部，环形的阀盖设置于阀座的上端，所述阀芯与转轴部件相连，所述转轴部件转动带动所述阀芯运动从而实现圆顶阀的开启或关闭，其还包括，压盖，一端与所述阀盖相连接，另一端超出所述阀盖的内侧面形成限位面后，向下延伸抵触至圆顶阀关闭时的阀芯的外端面，形成密封通道；密封机构，包括夹持部件和密封部件，设置于所述密封通道内，且能够在所述密封通道内运动，运动范围最远抵触至所述限位面，最近抵触至所述外端面；以及，气源通道，自所述阀盖开孔延伸至所述密封通道形成进气和排气的通道。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述夹持部件包括活塞与密封压盖，所述活塞与密封压盖之间设置有能够夹持密封部件的夹持空间。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述阀盖下端设置有限位凸起，所述密封机构在限位面和限位凸起之间运动形成密封。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述密封机构与所述阀盖的内侧面以及所述压盖的环侧面之间设置有密封环。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述转轴部件包括上转轴和下转轴，所述上转轴和所述下转轴通过转臂盘与所述阀芯相连。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述阀盖为凸台结构，所述气源通道自所述凸台结构侧面开孔而后延伸至所述凸台结构的底部与所述密封通道相连通。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述活塞与密封压盖为分体设置，密封压盖通过螺栓与活塞相固定连接。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述螺栓为八个，且均布在密封压盖的侧面上，围成圆周。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述密封压盖与所述阀芯的外端面不接触，保持有0.3～0.5mm的空隙。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：所述密封部件包括聚四氟乙烯和铜粉，其中，以质量百分比计铜粉含量在55～60％，且摩擦系数介于0.18～0.20。

作为本发明所述的圆顶阀的一种优选方案，其中：与所述密封部件阀芯的外端面相接触面的所述密封部件的光洁度为0.4μm～0.8μm，且满足与所述密封部件相接触的所述密封部件阀芯的外端面的光洁度也为0.4μm～0.8μm。。

本发明的有益效果：本发明提供了一种硬密封排气圆顶阀，通过硬密封活塞阀座运动与阀芯接触来实现切断介质的目的。硬质垫(例如工程塑料)密封有着比传统密封更加可靠的性能和寿命，很大的减少后期维护成本。活塞进排气口，且排气口均匀分布，能有效迅速充气和排气，使得活塞内个点气压在充气过程中保持均匀，达到圆顶阀快速动作的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例中所述一种圆顶阀的整体结构示意图；

图2为本发明图1所示实施例一种圆顶阀的局部结构放大示意图；

图3为本发明另一个实施例中所述一种圆顶阀的剖面结构及局部放大结构示意图；

图4为本发明一个实施例中所述气源通道的剖面结构示意图；

图5为本发明再一个实施例中所述一种圆顶阀的剖面结构示意图，其中，省略密封机构；

图6为本发明图5所示实施例一种圆顶阀的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1：

如图1所示，图1示出了一种圆顶阀的主体结构示意图。圆顶阀常应用在气固两相喷吹或输送的管道和罐体上，实现切断或关闭功能。在此实施例中的圆顶阀，其包括了阀体100，设置于阀体100内部的阀芯200，环形的阀座300，以及设置于阀座300上的阀盖400，其中，阀芯200通过螺钉与转轴部件500固定相连，转轴部件500通过转动带动阀芯200运动从而实现圆顶阀的开启或关闭。

为了更好的实现圆顶阀的密封，参见图2和图3，在此实施例中，该圆顶阀还包括了压盖600，其一端与阀盖400通过螺钉相固定连接，另一端超出阀盖400的内侧面401形成限位面601后，向下延伸抵触至圆顶阀关闭时的阀芯200的外端面201，形成密封通道M，该密封通道M最终用于密封机构700对于圆顶阀截断介质时的密封。此处所指出的密封机构700，设置于密封通道M内，且能够在密封通道M内运动，运动范围最远抵触至压盖600的限位面601，最近抵触至阀芯200的外端面201。密封机构700包括夹持部件701和密封部件702，其中，夹持部件701包括活塞701a与密封压盖701b，活塞701a与密封压盖701b之间设置有能够夹持密封部件702的夹持空间。较佳地，活塞701a与密封压盖701b为分体设置，密封压盖701b通过螺栓701c与活塞701a相固定连接。而密封压盖701b与阀芯200的外端面201不接触，保持有0.3～0.5mm的空隙，此空隙的保留为密封部件702长期使用不断磨损后，能够导致密封压盖701b与阀芯200的外端面201最终接触从而实现二次密封提供了空间。

在这一实施方式中，制作密封部件702的材料很特殊，其包括聚四氟乙烯和铜粉，其中，以质量百分比计铜粉含量在55～60％，且满足最终制得的密封部件702的摩擦系数介于0.18～0.20之间。较佳地，与密封部件702阀芯200的外端面201相接触面的密封部件702的光洁度为0.4μm～0.8μm，且满足与密封部件702相接触的密封部件702阀芯200的外端面201的光洁度也为0.4μm～0.8μm。如此，能够更好的完成密封。

在此过程中，阀芯200皆不与阀体100产生任何接触。当然，在这一实施方式中，该圆顶阀还设置有气源通道800，其自阀盖400开孔延伸至密封通道M形成进气和排气的通道。较佳地，如图4所示，在阀盖400为凸台结构时，气源通道800自该凸台结构的侧面开孔而后延伸至该凸台结构的底部与密封通道M相连通，且为了平衡充气设置，气源通道800设置为上下对称的两个通道。如此，当外接气源通过气源通道800向该圆顶阀内充气时，转轴部件500带动阀芯200旋转90°截断介质通道，此时，密封机构700由于气压作用，迫使密封机构700抵制至阀芯200的外端面201形成密封，隔绝间隙里各种形状的颗粒，圆顶阀完全关闭；圆顶阀开启时，密封通道M内的压缩空气(或氮气)泄压，停靠自身回缩，然后阀芯200转动90°至开位，由于阀芯200与密封机构700不接触，实现了圆顶阀的开启，且启闭转矩小，磨损小，从而提高了使用寿命，大大降低了维修费用和时间。

实施例2：

如图5和图6所示，并参见图1～图4，在这一实施例中的圆顶阀，其页包括了阀体100，设置于阀体100内部的阀芯200，环形的阀座300，以及设置于阀座300上的阀盖400，其中，阀芯200通过螺钉与转轴部件500固定相连，转轴部件500通过转动带动阀芯200运动从而实现圆顶阀的开启或关闭。此处，为了更好的实现圆顶阀的开启和关闭，转轴部件500包括上转轴501和下转轴502，上转轴501和下转轴502通过转臂盘503与阀芯200相连，从而实现带动阀芯200的运动。

为了更好的实现圆顶阀的密封，参见图2和图3，在此实施例中，该圆顶阀还包括了压盖600，其一端与阀盖400通过螺钉相固定连接，另一端超出阀盖400的内侧面401形成限位面601后，向下延伸抵触至圆顶阀关闭时的阀芯200的外端面201，形成密封通道M，该密封通道M最终用于密封机构700对于圆顶阀截断介质时的密封。在此实施例中，其实际上还存在一处限位结构，即：阀盖400的下端设置的限位凸起402，该限位凸起402能够限制住密封机构700的运动范围，防止密封机构700“脱落”，使得密封机构700在限位面601和限位凸起402之间运动形成密封。此处所指出的密封机构700，设置于密封通道M内，且能够在密封通道M内运动，运动范围最远抵触至压盖600的限位面601，最近抵触至阀芯200的外端面201。为了更好的实现密封，防止充气后气体的泄露，密封机构700与阀盖400的内侧面401以及压盖600的环侧面602之间设置有密封环900，其材料为氟橡胶，进一步阻止气体的泄露。较佳地，密封部件702为工程塑料制成的硬质密封垫，密封时与阀芯200的外端面201接触形成密封，如此密封效果更好。密封机构700包括夹持部件701和密封部件702，其中，夹持部件701包括活塞701a与密封压盖701b，活塞701a与密封压盖701b之间设置有能够夹持密封部件702的夹持空间。较佳地，活塞701a与密封压盖701b为分体设置，密封压盖701b通过螺栓701c与活塞701a相固定连接。而密封压盖701b与阀芯200的外端面201不接触，保持有0.3～0.5mm的空隙。此空隙的保留为密封部件702长期使用不断磨损后，能够导致密封压盖701b与阀芯200的外端面201最终接触从而实现二次密封提供了空间。硬质密封垫通过活塞701a与密封压盖701b的夹持达到固定的目的。活塞701a与密封压盖701b通过八个螺栓701c相连接，八个螺栓701c均布在密封压盖701b的侧面上，围成圆周，达到紧固的目的。

在这一实施方式中，制作密封部件702的材料很特殊，其包括聚四氟乙烯和铜粉，其中，以质量百分比计铜粉含量在55～60％，且满足最终制得的密封部件702的摩擦系数介于0.18～0.20之间。较佳地，与密封部件702阀芯200的外端面201相接触面的密封部件702的光洁度为0.4μm～0.8μm，且满足与密封部件702相接触的密封部件702阀芯200的外端面201的光洁度也为0.4μm～0.8μm。如此，能够更好的完成密封。

在此过程中，阀芯200皆不与阀体100产生任何接触。当然，在这一实施方式中，该圆顶阀还设置有气源通道800，其自阀盖400开孔延伸至密封通道M形成进气和排气的通道。较佳地，如图4所示，在阀盖400为凸台结构时，气源通道800自该凸台结构的侧面开孔而后延伸至该凸台结构的底部与密封通道M相连通，且为了平衡充气设置，气源通道800设置为上下对称的两个通道。如此，当外接气源通过气源通道800向该圆顶阀内充气时，转轴部件500带动阀芯200旋转90°截断介质通道，此时，密封机构700由于气压作用，迫使密封机构700抵制至阀芯200的外端面201形成密封，隔绝间隙里各种形状的颗粒，圆顶阀完全关闭；圆顶阀开启时，密封通道M内的压缩空气(或氮气)泄压，停靠自身回缩，然后阀芯200转动90°至开位，由于阀芯200与密封机构700不接触，实现了圆顶阀的开启，且启闭转矩小，磨损小，从而提高了使用寿命，大大降低了维修费用和时间。

为观察本发明实际作用效果，进行了模拟实际情况的对比试验。在模拟试验中，两组管道内都灌装相同等量的煤灰，端部加压至为0.2MPa的压力，管道连接处通过加热装置加热至120℃，阀门通过控制系统，设定每开关一次，阀门关闭5分钟。第一组管道内安装现有技术气囊软质密封的圆顶阀，第二组管道内安装非本发明材质(例如：金属)制成的密封部件702密封的圆顶阀，第三组安装本发明。为了防止管道短，阀门打开后煤灰量不够，在圆顶阀后端加装一块盲板，开一定的孔数，控制流量。试验结果为，72h后现有技术气囊软质密封由于温度和高压力，气囊出现充气无法充满，煤灰有每分钟大约200克的泄漏；第二组中由于硬接触密封性能问题，煤灰有每分钟大约160～220克的泄漏；而本发明无泄漏状况。168h后，现有技术气囊软质密封的圆顶阀已无法正常工作；第二组中，煤灰依然有每分钟大约160～220克的泄漏；而本发明无泄漏状况。

如上所述，在以上对圆顶阀工作状态的描述中不难发现，圆顶阀在物料输送过程中阀门开启或关闭时阀芯200与阀体100之间均不直接接触，有效地解决了相互之间的硬摩擦，延长了阀芯200的使用寿命，且由于采用硬性的密封机构700用来密封，在加强了圆顶阀的密封性时的同时也整体延长了圆顶阀的使用寿命，极大地满足生产工艺需要，保证了人身和设备安全。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种圆顶阀，包括阀体(100)、阀芯(200)、阀座(300)和阀盖(400)，阀芯(200)设置于阀体(100)内部，环形的阀盖(400)设置于阀座(300)的上端，所述阀芯(200)与转轴部件(500)相连，所述转轴部件(500)转动带动所述阀芯(200)运动从而实现圆顶阀的开启或关闭，其特征在于：还包括，

压盖(600)，一端与所述阀盖(400)相连接，另一端超出所述阀盖(400)的内侧面(401)形成限位面(601)后，向下延伸抵触至圆顶阀关闭时的阀芯(200)的外端面(201)，形成密封通道(M)；

密封机构(700)，包括夹持部件(701)和密封部件(702)，设置于所述密封通道(M)内，且能够在所述密封通道(M)内运动，运动范围最远抵触至所述限位面(601)，最近抵触至所述外端面(201)；所述密封部件(702)包括聚四氟乙烯和铜粉，其中，以质量百分比计铜粉含量在55～60％，且摩擦系数介于0.18～0.20；与所述密封部件(702)、阀芯(200)的外端面(201)相接触面的所述密封部件(702)的光洁度为0.4μm～0.8μm，且满足与所述密封部件(702)相接触的所述密封部件(702)、阀芯(200)的外端面(201)的光洁度也为0.4μm～0.8μm；以及，

气源通道(800)，自所述阀盖(400)开孔延伸至所述密封通道(M)形成进气和排气的通道。

2.如权利要求1所述的圆顶阀，其特征在于：所述夹持部件(701)包括活塞(701a)与密封压盖(701b)，所述活塞(701a)与密封压盖(701b)之间设置有能够夹持密封部件(702)的夹持空间。

3.如权利要求1或2所述的圆顶阀，其特征在于：所述阀盖(400)下端设置有限位凸起(402)，所述密封机构(700)在限位面(601)和限位凸起(402)之间运动形成密封。

4.如权利要求1或2所述的圆顶阀，其特征在于：所述密封机构(700)与所述阀盖(400)的内侧面(401)以及所述压盖(600)的环侧面(602)之间设置有密封环(900)。

5.如权利要求1所述的圆顶阀，其特征在于：所述转轴部件(500)包括上转轴(501)和下转轴(502)，所述上转轴(501)和所述下转轴(502)通过转臂盘(503)与所述阀芯(200)相连。

6.如权利要求1、2或5任一所述的圆顶阀，其特征在于：所述阀盖(400)为凸台结构，所述气源通道(800)自所述凸台结构侧面开孔而后延伸至所述凸台结构的底部与所述密封通道(M)相连通。

7.如权利要求2所述的圆顶阀，其特征在于：所述活塞(701a)与密封压盖(701b)为分体设置，密封压盖(701b)通过螺栓(701c)与活塞(701a)相固定连接。

8.如权利要求2或7所述的圆顶阀，其特征在于：所述密封压盖(701b)与所述阀芯(200)的外端面(201)不接触，保持有0.3～0.5mm的空隙。