CN106996464B - 用于气力输送系统中的圆顶阀及圆顶阀自动控制系统 - Google Patents

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Abstract

用于气力输送系统中的圆顶阀，包括阀体、设于阀体中的半球面阀芯、用于驱动半球面阀芯转动的驱动拐臂、与驱动拐臂相连的气动执行元件，所述阀体包括组装在一起的上阀体和下阀体，所述上阀体上设有阀口和密封气囊，所述下阀体中设有阀芯安装座，本发明中的圆顶阀具有以下有益效果：在开阀和关阀过程中，半球面阀芯转动时与密封气囊不接触，不产生摩擦，避免了磨损；同时半球面阀芯的寿命长，且更换方便。

Description

用于气力输送系统中的圆顶阀及圆顶阀自动控制系统
技术领域
本发明属于工业用阀门领域，具体涉及用于气力输送系统中的圆顶阀，本发明还涉及一种圆顶阀的自动控制系统。
背景技术
在工业领域中，尤其管道介质输送领域中，工业用阀门的应用十分广泛。其中，圆顶阀被广泛应用于燃煤电厂气力输灰系统中，一般由阀体、半球面阀芯、密封气囊、驱动拐臂等组成，通过驱动拐臂的转动来带动半球面阀芯的转动开启，实现开阀和关阀。圆顶阀不断的开启和关闭的过程中，圆顶阀板的表面会逐渐磨损导致密封性能下降，需要更换；目前的圆顶阀中，阀体、圆顶阀板都为固定结构，一旦圆顶阀板需要更换时只能更换整个圆顶阀，成本大，耗工时。
此外，目前的圆顶阀结构中，半球面阀芯与阀口之间留有空隙，这样能减少或消除半球面阀芯与阀口接触面上的磨损，这种结构中阀口的密封基本靠密封气囊来实现，但气囊也容易受到阀芯表面的摩擦，一旦密封气囊受损会导致密封效果下降，影响使用。
针对以上问题，本发明进行了进一步研究。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明的目的之一是提供用于气力输送系统中的圆顶阀，本发明的目的之二是提供一种圆顶阀的自动控制系统。
本发明的目的之一通过下述技术方案得以解决。
用于气力输送系统中的圆顶阀，包括阀体、设于阀体中的半球面阀芯、用于驱动半球面阀芯转动的驱动拐臂、与驱动拐臂相连的气动执行元件，所述阀体包括组装在一起的上阀体和下阀体，所述上阀体上设有阀口和密封气囊，所述下阀体中设有阀芯安装座，该阀芯安装座上设有第一电磁铁，所述半球面阀芯中设有与第一电磁铁相斥的第一磁体，所述半球面阀芯的外缘卡在阀芯安装座的凸出部上；所述阀芯安装座中具有空腔，该空腔向外延伸出至少三条空槽，所述空腔中设有第二电磁铁，所述空槽中设有伸缩条，该伸缩条的内端固定有与第二电磁铁相斥的第二磁体，空槽中还设有复位弹簧；所述第一电磁铁和第二电磁铁通过电线与电路组件相连，所述半球面阀芯可在第一电磁铁与第一磁体的斥力作用下抬升，所述伸缩条可插入抬升后的半球面阀芯与阀芯安装座之间的空隙中，且半球面阀芯抬升后与密封气囊贴合；所述阀芯安装座通过连轴与驱动拐臂相连，驱动拐臂转动过程中与触发元件相抵，该触发元件与电路组件相连，所述电路组件中设有控制单元。
以上结构中，第一电磁铁和第二电磁铁不通电时，第一电磁铁与第一磁体接触，第二电磁铁和第二磁体接触，伸缩条在复位弹簧作用下进入到阀芯安装座中，半球面阀芯落下，半球面阀芯的表面与阀口分离不会产生摩擦；当半球面阀芯转动至关闭位置时，第一电磁铁和第二电磁铁通电时，第一电磁铁与第一磁体产出斥力将半球面阀芯抬升，同时第二电磁铁与第二磁体之间产生斥力，将伸缩条推出空槽垫在抬升后的半球面阀芯与阀芯安装座之间的空隙中，此时半球面阀芯的表面与密封气囊贴合，抬升过程中没有摩擦过程。
以上结构中，当驱动拐臂转动到关阀位置时与触发元件相抵，产生电信号，控制单元接收到该电信号后使第一电磁铁和第二电磁铁通电，进行抬升操作。
作为优选，所述密封气囊通过气路与充放气组件相连，该充放气组件与电路组件相连，所述充放气组件包括充气单元和放气单元。在开阀时放气单元工作，密封气囊放气，关阀时充气单元工作，密封气囊充气鼓起与半球面阀芯表面贴合。
作为优选，所述半球面阀芯的表面上设有耐磨层，所述耐磨层为纳米增韧陶瓷层或硬质合金层，实现阀芯表面耐磨、抗高温氧化、抗变形的目的，提高产品寿命。
本发明中的圆顶阀具有以下有益效果：在开阀和关阀过程中，半球面阀芯转动时与密封气囊不接触，不产生摩擦，避免了磨损；同时半球面阀芯的寿命长，且更换方便。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现。
圆顶阀自动控制系统，包括：圆顶阀，包括阀体、设于阀体中的半球面阀芯、用于驱动半球面阀芯转动的驱动拐臂，阀体上设有阀口和密封气囊；充放气组件，包括充气单元和放气单元，该充放气单元与密封气囊相连，且该充放气组件连入电路组件中；气动执行元件，用于驱动拐臂转动，该气动执行元件连入电路组件中；触发元件，该触发元件设于驱动拐臂的转动行程中，触发元件连入电路组件中；电路组件，包括控制单元，该控制单元控制充放气组件、气动执行元件的工作。
作为优选，该圆顶阀自动控制系统还包括抬升组件，该抬升组件用于抬升半球面阀芯，所述抬升组件包括阀芯安装座，该阀芯安装座上设有第一电磁铁，半球面阀芯中设有与第一电磁铁相斥的第一磁体，所述半球面阀芯的外缘卡在阀芯安装座的凸出部上；所述阀芯安装座中具有空腔，该空腔向外延伸出至少三条空槽，所述空腔中设有第二电磁铁，所述空槽中设有伸缩条，该伸缩条的内端固定有与第二电磁铁相斥的第二磁体，空槽中还设有复位弹簧；所述第一电磁铁和第二电磁铁通过电线与电路组件相连。
以上的控制系统，具有以下有益效果：能够实现全自动化工作，气动执行元件按照控制单元中预设的程序进行工作，驱动拐臂转动，当半球面阀芯转动至阀口工位，触发元件被触动产生信号，该信号传递至控制单元后，控制单元控制充放气组件和抬升组件，进行密封气囊的充气或放气操作，进行抬升操作。
附图说明
图1为半球面阀芯未抬升状态的剖面图。
图2为图1中A区域的放大图。
图3为半球面阀芯抬升状态的剖面图。
图4为图3中B区域的放大图。
图5为圆顶阀的分解示意图。
图6为本发明的侧视图。
图7为控制系统的模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参照图1 至图6，用于气力输送系统中的圆顶阀，包括阀体2、设于阀体2中的半球面阀芯3、用于驱动半球面阀芯3转动的驱动拐臂11、与驱动拐臂11相连的气动执行元件，所述阀体2包括通过螺栓组装在一起的上阀体21和下阀体23，所述上阀体21上设有阀口211和密封气囊212，所述下阀体23中设有阀芯安装座4，该阀芯安装座4上设有圆盘状的第一电磁铁6，所述半球面阀芯3中设有与第一电磁铁6相斥的圆盘状的第一磁体7，所述半球面阀芯3的外缘卡在阀芯安装座4的凸出部41上；所述阀芯安装座4中具有空腔，该空腔向外延伸出至少三条空槽，所述空腔中设有第二电磁铁5，所述空槽中设有伸缩条8，该伸缩条8的内端固定有与第二电磁铁5相斥的第二磁体81，空槽中还设有复位弹簧82；所述第一电磁铁6和第二电磁铁5通过电线与电路组件相连，所述半球面阀芯3可在第一电磁铁6与第一磁体7的斥力作用下抬升，所述伸缩条8可插入抬升后的半球面阀芯3与阀芯安装座4之间的空隙中，且半球面阀芯3抬升后与密封气囊212贴合；所述阀芯安装座4通过连轴12与驱动拐臂11相连，驱动拐臂11上设有顶件16，驱动拐臂11转动过程中顶件16可与触发元件17相抵，该触发元件17与电路组件相连，所述电路组件中设有控制单元。
本实施方式中，所述密封气囊212通过气路213和气管与充放气组件相连，该充放气组件与电路组件相连，所述充放气组件包括充气单元和放气单元。所述半球面阀芯3的表面上设有耐磨层，所述耐磨层为纳米增韧陶瓷层或硬质合金层。
以上结构中，气动执行元件为直线气缸，该直线气缸的伸缩轴与驱动拐臂11相连；电路组件包括常规的电线、开关、电阻等电子元件，控制单元为单片机；充放气组件中，充气单元为常规充气泵，放弃单元为常规的放气阀，优选为快速排气阀；触发元件为市售的触发器。
本发明中的圆顶阀工作时，气动执行元件驱动驱动拐臂11转动，实现半球面阀芯3的转动，阀口开启状态时，第一电磁铁6和第二电磁铁5不通电，伸缩8在复位弹簧作用下进入到阀芯安装座4中，半球面阀芯3落下，半球面阀芯3的表面与阀口211分离不会产生摩擦；需要关闭阀口时，驱动拐臂11转动，半球面阀芯3转动至关闭位置，此时触发元件17被触发，第一电磁铁6和第二电磁铁5通电，第一电磁铁6与第一磁体7产生斥力将半球面阀芯3抬升，同时第二电磁铁5与第二磁体81之间产生斥力，将伸缩条8推出空槽垫在抬升后的半球面阀芯3与阀芯安装座4之间的空隙中，保持抬升状态，此时半球面阀芯3的表面与密封气囊212贴合，密封气囊212充气保持密封，抬升过程中没有摩擦过程。开阀过程中密封气囊212快速放气，同时半球面阀芯3落下。
图7所示，本发明中的圆顶阀自动控制系统，其中包括：圆顶阀，包括阀体2、设于阀体2中的半球面阀芯3、用于驱动半球面阀芯3转动的驱动拐臂11，阀体21上设有阀口211和密封气囊212；充放气组件，包括充气单元和放气单元，该充放气单元与密封气囊212相连，且该充放气组件连入电路组件中；气动执行元件，用于驱动拐臂转动，该气动执行元件连入电路组件中；触发元件，该触发元件设于驱动拐臂11的转动行程中，触发元件连入电路组件中；电路组件，包括控制单元，该控制单元控制充放气组件、气动执行元件的工作；抬升组件，该抬升组件用于抬升半球面阀芯3，所述抬升组件包括阀芯安装座4，该阀芯安装座4上设有第一电磁铁6，半球面阀芯3中设有与第一电磁铁6相斥的第一磁体7，所述半球面阀芯3的外缘卡在阀芯安装座4的凸出部41上；所述阀芯安装座4中具有空腔，该空腔向外延伸出至少三条空槽，所述空腔中设有第二电磁铁5，所述空槽中设有伸缩条8，该伸缩条8的内端固定有与第二电磁铁5相斥的第二磁体81，空槽中还设有复位弹簧82；所述第一电磁铁6和第二电磁铁5通过电线与电路组件相连。
本发明中的圆顶阀自动控制系统：圆顶阀的驱动拐臂11在转动过程中，其上的顶件16压住或离开触发元件17，实现密封气囊212的自动充气和放气：圆顶阀关闭时顶件16压住触发元件17，充气单元对密封气囊212供气，圆顶阀开启过程中，顶件16离开触发元件17，密封气囊212中的空气从放气单元排出，此时半球面阀芯3落下并开始转动。进一步的，为达到阀芯转动过程中半球面阀芯3与密封气囊212之间不接触的目的，放气单元为快速排气阀，使密封气囊212内的空气直接快速排出。
圆顶阀中的密封囊212由经过二次硫化的橡胶材料制成，具有很好的抗拉强度、延伸性、抗撕裂性能、耐热性能等，使用寿命长。
以上所述，为本发明的技术方案，本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.用于气力输送系统中的圆顶阀，包括阀体（2）、设于阀体（2）中的半球面阀芯（3）、用于驱动半球面阀芯（3）转动的驱动拐臂（11）、与驱动拐臂（11）相连的气动执行元件，其特征在于，所述阀体（2）包括组装在一起的上阀体（21）和下阀体（23），所述上阀体（21）上设有阀口（211）和密封气囊（212），所述下阀体（23）中设有阀芯安装座（4），该阀芯安装座（4）上设有第一电磁铁（6），所述半球面阀芯（3）中设有与第一电磁铁（6）相斥的第一磁体（7），所述半球面阀芯（3）的外缘卡在阀芯安装座（4）的凸出部（41）上；所述阀芯安装座（4）中具有空腔，该空腔向外延伸出至少三条空槽，所述空腔中设有第二电磁铁（5），所述空槽中设有伸缩条（8），该伸缩条（8）的内端固定有与第二电磁铁（5）相斥的第二磁体（81），空槽中还设有复位弹簧（82）；所述第一电磁铁（6）和第二电磁铁（5）通过电线与电路组件相连，所述半球面阀芯（3）可在第一电磁铁（6）与第一磁体（7）的斥力作用下抬升，所述伸缩条（8）可插入抬升后的半球面阀芯（3）与阀芯安装座（4）之间的空隙中，且半球面阀芯（3）抬升后与密封气囊（212）贴合；所述阀芯安装座（4）通过连轴（12）与驱动拐臂（11）相连，驱动拐臂（11）转动过程中与触发元件（17）相抵，该触发元件（17）与电路组件相连，所述电路组件中设有控制单元。
2.根据权利要求1所述的用于气力输送系统中的圆顶阀，其特征在于，所述密封气囊（212）通过气路（213）与充放气组件相连，该充放气组件与电路组件相连，所述充放气组件包括充气单元和放气单元。
3.根据权利要求1所述的用于气力输送系统中的圆顶阀，其特征在于，所述半球面阀芯（3）的表面上设有耐磨层，所述耐磨层为纳米增韧陶瓷层或硬质合金层。
4.圆顶阀自动控制系统，其特征在于，包括：
圆顶阀，包括阀体（2）、设于阀体（2）中的半球面阀芯（3）、用于驱动半球面阀芯（3）转动的驱动拐臂（11），阀体（21）上设有阀口（211）和密封气囊（212）；
充放气组件，包括充气单元和放气单元，该充放气单元与密封气囊（212）相连，且该充放气组件连入电路组件中；
气动执行元件，用于驱动拐臂转动，该气动执行元件连入电路组件中；
触发元件，该触发元件设于驱动拐臂（11）的转动行程中，触发元件连入电路组件中；
电路组件，包括控制单元，该控制单元控制充放气组件、气动执行元件的工作；
抬升组件，该抬升组件用于抬升半球面阀芯（3），所述抬升组件包括阀芯安装座（4），该阀芯安装座（4）上设有第一电磁铁（6），半球面阀芯（3）中设有与第一电磁铁（6）相斥的第一磁体（7），所述半球面阀芯（3）的外缘卡在阀芯安装座（4）的凸出部（41）上；所述阀芯安装座（4）中具有空腔，该空腔向外延伸出至少三条空槽，所述空腔中设有第二电磁铁（5），所述空槽中设有伸缩条（8），该伸缩条（8）的内端固定有与第二电磁铁（5）相斥的第二磁体（81），空槽中还设有复位弹簧（82）；所述第一电磁铁（6）和第二电磁铁（5）通过电线与电路组件相连。
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