CN107035874A - 一种密封阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封阀，包括阀体、进气口、出气口、阀芯开合机构、控载机构、阀芯转动机构、阀芯、阀杆，所述阀体上设置进气口和出气口，所述进气口或所述出气口设置阀座，所述阀座与所述阀芯接触，所述阀芯与所述阀杆连接，所述阀杆贯穿所述阀体与所述阀芯转动机构连接，所述阀芯转动机构通过所述控载机构与所述阀芯开合机构连接，所述阀芯转动机构的旋转运动与所述阀芯开合机构的直线运动，通过所述控载机构变成相对独立的运动。该密封阀通过控载机构实现对开合力及旋转驱动磨削阻力的控制，使该密封阀具有可靠密封性。

Description

一种密封阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种含尘、含焦油的高温环境下的煤气密封阀。

背景技术

煤的干馏、热解过程产生大量煤气，煤气中含有粉尘和焦油，特别是粉煤在回转窑的热解过程中，煤气中含有大量的煤焦油和煤粉，煤焦油是重要的成品油和化工原材料，如果煤粉大量进入煤焦油，会严重影响煤焦油的深加工，这就要求煤焦油在气态时就必须与粉尘分离，否则，煤焦油与煤粉一旦混在一起就很难分离，因煤焦油与粉尘分离必须在气态下，所以煤气必须在高温时就先进行除尘工序，而不能在煤气走出回转窑后采用喷淋冷却的方式。高温除尘效果好的方式是采用高温过滤除尘设备，然该设备过滤一段时间，滤芯表面就会结厚厚一层滤饼，透气性大幅降低，必须切换进入另一个高温过滤除尘设备，这需要在高温气体切换时，对需要关闭的阀，必须关闭严密，尤其是高温过滤除尘设备中的滤芯需要再生的过程，否则容易产生安全事故。然硅橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯等所谓的耐高温密封材料，都不能满足400℃以上的高温环境，石墨盘根等耐高温的密封材料因不具备弹性，只可在高温静态密封环境中使用，或者在比较容易实现随时能调节密封压实部位的地方使用；对于如煤气，尤其是在高温下容易出现二次裂解和焦化现象的煤气，遇到低温会析出焦油，遇到高温会发生二次裂解、结焦，这样的环境对阀要求更为严苛。市面上销售的所谓高温密封球阀、高温密封半球阀等不能满足此环境的密封，不是密封被烧坏了漏气，就是球阀被结焦，旋转不动。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种密封阀。一种密封阀，包括阀体、进气口、出气口、阀芯开合机构、控载机构、阀芯转动机构、阀芯、阀杆，所述阀体上设置进气口和出气口，所述进气口或所述出气口设置阀座，所述阀座与所述阀芯接触，所述阀芯与所述阀杆连接，所述阀杆贯穿所述阀体与所述阀芯转动机构连接，所述阀芯转动机构通过所述控载机构与所述阀芯开合机构连接，所述阀芯转动机构的旋转运动与所述阀芯开合机构的直线运动通过所述控载机构变成相对独立的运动。

进一步的，所述控载机构包括控载本体、上伸轴、压簧、推力轴承、 向心推力轴承、下伸轴，所述控载本体由上、下或左、右两部分壳体组成，通过紧固件连接，所述上伸轴具有台阶结构，所述上伸轴通过连接杆与所述阀芯开合机构连接，所述下伸轴具有台阶结构，所述下伸轴通过连接件与所述阀芯转动机构连接，所述下伸轴与所述控载本体的下端之间设置向心推力轴承，所述向心推力轴承的上方设置推力轴承，所述推力轴承上方设置压簧，所述压簧上方设置所述上伸轴，所述控载机构还包括压力控制机构。

进一步的，所述压力控制机构包括设置在所述控载机构上的压力变送器。

进一步的，所述压力控制机构包括设置在所述控载机构上的行程限位开关。

进一步的，所述压力控制机构还包括设置在所述阀芯开合机构行程上的行程开关及与所述行程开关连接的所述阀芯转动机构的延时控制机构，当阀芯开合机构到达所述行程开关下限位时，所述延时控制机构开启，所述阀芯转动机构延时至设定时间后停止旋转。

进一步的，所述阀体上设置阀盖，所述阀盖上设置密封导套，所述阀盖上设置立柱，所述立柱的一端连接所述阀盖、另一端与固定板连接，所述阀芯开合机构设置在所述固定板上；所述控载机构上设置沿立柱运动的导向装置一，所述阀芯转动机构上设置沿立柱运动的导向装置二。

进一步的，所述阀座为环形结构，所述阀座与所述阀芯接触的面为阀座密封面，所述阀座密封面为凸起的密封面。

进一步的，所述凸起的阀座密封面设置在密封体上，所述密封体与所述阀座为一体结构或所述密封体镶嵌在所述阀座内。

进一步的，所述密封体截面形状为凸弧或凸起的三角形或梯形，其密封面呈线接触或接触面宽度小于3毫米的面接触，所述阀座密封体的材质为耐磨材质。

进一步的，所述阀座设置阀芯导向孔，所述阀芯导向孔与所述阀座为一体结构，所述阀芯导向孔通过筋板与所述阀座连接，所述阀芯前端中心设置导向杆。

进一步的，所述阀座设置阀芯导向孔，所述阀芯导向孔与所述阀座为两体结构，所述阀芯导向孔设置在所述阀座下，通过紧固件与阀座连接，所述阀芯前端中心设置导向杆。

进一步的，所述阀芯设置为碗形结构，与所述阀座密封面接触的碗形端面为阀芯的密封面，所述阀芯密封面区材质为堆焊耐磨合金，所述阀芯密封面区的材质硬度大于所述密封体的材质硬度。

进一步的，所述阀芯密封材质为钴基合金，所述阀座密封体材质为铝青铜。

进一步的，所述阀芯的内外周边设置刮尘片，所述刮尘片突出于所述阀芯密封面，但突出部分的高度又小于所述阀座密封面凸起的高度。

进一步的，所述阀芯开合机构为液压开合机构或电动丝杠丝母副。

进一步的，所述阀体外围设置加热机构，所述加热机构为中频加热线圈或电阻带、电阻丝。

进一步的，所述阀芯除密封面外，均设置保温层；所述阀体外壳上设置保温层。

本发明的有益效果是：所述控载机构中设置的轴承将所述阀芯转动机构的旋转运动与阀芯开合机构的直线运动变成两个相对独立的运动，各自可以互不干涉的独自运动，实现各自功能。

由于压力控制机构设置控载机构上的压力变送器或控载机构上设置行程限位开关，使得阀芯开合机构下移时，一旦阀芯被阀座上方的结焦状等物阻挡不再下落，所述上伸轴台阶面A与控载本体的面B由接触变脱离一段距离后，所述压力变送器发讯或所述行程限位开关下限位发讯，控制机构控制阀芯开合机构停止运动，阀芯开合机构通过控载机构的弹簧向阀芯仅仅施加了一个设定的、有限度的外力，这个有限度的外力取决于控载机构设置的压力变送器设定值或行程限位开关设置的下限位位置，阀芯与阀座之间产生的压力来自于控载机构的弹簧压缩距离产生的压力以及阀芯自身重力之和，不至于发生在阀芯未到达与固定环接触前，阀芯开合机构在阀芯与阀座未接触之前，电机一直不停地施加外力，直至电机保险被烧坏或电机发生卡滞或烧坏；另外，因控载机构的设置，使阀芯与阀座之间的压力在设定范围内，相应阀芯转动机构带动阀芯与阀座之间的磨削阻力也在设定范围内，阀芯转动机构完全能够正常旋转，阀芯与阀座之间能处于正常的磨削状态，而不至于发生阀芯转动机构的电机启动不起来或电机保险被烧坏或电机被烧坏；当阀芯因旋转驱动磨削而清除部分阻碍物下落后，阀芯在弹簧压力和重力的作用下下移，所述上伸轴台阶面A与控载本体的面B再次接触之时，所述行程限位开关到达上限位，所述压力控制机构控制阀芯开合机构再次下落，如上所述循环往复，直至所述阀芯开合机构到达其所述行程开关下限位，阀芯与阀座接触，压力控制机构的延时开关启动，阀芯转动机构继续旋转运动，阀芯与阀座接触面继续研磨，直至延时开关到达设定时间再停止，使阀本身具有真正的研磨功能，密封效果好。

所述控载机构上设置沿立柱直线运动的导向装置一，所述阀芯转动机构上设置沿立柱直线运动的导向装置二，既可防止所述控载机构和所述阀芯转动机构可能绕阀芯开合机构或阀杆轴线旋转，又可使所述控载机构和所述阀芯转动机构直线运动更平稳。

所述阀芯设置为碗形结构，既可减轻阀芯重量又可增强阀芯强度，同时便于设置刮尘片；所述阀芯密封面区材质为堆焊耐磨合金，所述阀芯密封面区的材质硬度大于所述密封体的材质硬度，使阀芯和阀座密封体成一对既可研磨密封，又有长的使用寿命。

所述阀芯的内外周边设置刮尘片，所述刮尘片突出于所述阀芯密封面，但突出部分的高度又小于所述阀座密封面凸起的高度，这样的设置有利于阀芯在未到达与阀座接触之前，刮尘片提前清理密封面周围的杂物，不因密封面周围的杂物影响密封面的研磨密封。

所述阀体外围设置加热机构，所述加热机构为中频加热线圈或电阻带、电阻丝，可使密封阀在通煤气之前，预先给阀体预热，以防止煤气通过阀体时，因阀体温度低，在阀体内析出大量煤焦油，而当阀体温度升起来之后，煤焦油中易挥发物挥发出去，最后留下结焦物，造成密封阀关闭异常困难。

所述阀芯除密封面外，均设置保温层，所述阀体外壳上设置保温层有利于阀体长期温度的一致性，防析焦、防结焦，密封阀的开合、密封更加可靠，寿命更长，更具节能性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明作进一步的详细阐述。

图1是本发明闭合状态的纵剖结构示意图。

图2是本发明开启状态的纵剖结构示意图。

图3是本发明控载机构的结构示意图。

图4是本发明阀芯和阀座密封结构示意图。

具体实施例

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述，应该理解有效实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例一:如图1、图3、图4所示，一种密封阀，包括阀体1、进气口2、出气口3、阀芯开合机构4、控载机构5、阀芯转动机构6、阀芯7、阀杆8，所述阀体1上设置进气口2和出气口3，所述进气口2设置阀座9，所述阀座9与所述阀芯7连接，所述阀芯7与所述阀杆8连接，所述阀杆8贯穿所述阀体1与所述阀芯转动机构6连接，所述阀芯转动机构6通过所述控载机构5与所述阀芯开合机构4连接，所述阀芯转动机构6的旋转运动与阀芯开合机构4的直线运动通过控载机构5变成相对独立的运动。

所述控载机构5包括控载本体51、上伸轴52、压簧53、推力轴承54、 向心推力轴承55、下伸轴56，所述控载本体51由上、下两部分壳体组成，通过紧固件连接，所述上伸轴52具有台阶结构，所述上伸轴52通过连接杆与所述阀芯开合机构4连接，所述下伸轴56具有台阶结构，所述下伸轴56通过连接件与所述阀芯转动机构6连接，所述下伸轴56与控载本体51的下端之间设置向心推力轴承55，所述向心推力轴承55的上方设置推力轴承54，所述推力轴承54上方设置压簧53，所述压簧53上方设置上伸轴52，所述控载机构5还包括压力控制机构10。

所述压力控制机构10包括设置在所述控载机构5上的行程限位开关101或压力变送器。

所述压力控制机构10还包括设置在所述阀芯开合机构4行程上的行程开关102及与所述行程开关102连接的所述阀芯转动机构的延时控制机构，当阀芯开合机构4到达所述行程开关102下限位时，所述延时控制机构开启，所述阀芯转动机构6延时至设定时间后停止旋转。

所述阀体1上设置阀盖11，所述阀盖11上设置密封导套111，所述阀盖上设置立柱112，所述立柱112的一端连接所述阀盖11、另一端与固定板113连接，所述阀芯开合机构4设置在所述固定板113上；所述控载机构5上设置沿立柱112运动的导向装置一57，所述阀芯转动机构6上设置沿立柱运动的导向装置二62。

所述阀座9为环形结构，所述阀座9与所述阀芯7接触的面为阀座密封面91，所述阀座密封面为凸起的密封面91。

所述阀座密封面91设置在密封体92上，所述密封体92与所述阀座9为一体结构。

所述密封体92截面形状为凸起的三角形或梯形，其密封面呈线接触或接触面宽度小于3毫米的面接触，所述阀座密封体92的材质为耐磨材质。

所述阀座9设置阀芯导向孔93，所述阀芯导向孔93与所述阀座9为一体结构，所述阀芯导向孔93通过筋板与所述阀座9连接，所述阀芯7前端中心设置导向杆71。

所述阀芯7设置为碗形结构，与所述阀座9密封面接触的碗形端面为阀芯的密封面72，所述阀芯密封面72区的材质为堆焊钴基合金，所述阀座密封体92材质为铝青铜，所述阀芯密封面72区的材质硬度大于所述密封体92的材质硬度。

所述阀芯7的内外周边设置刮尘片73，所述刮尘片73突出于所述阀芯7密封面，但突出部分的高度又小于所述阀座密封面凸起的高度。

所述阀芯开合机构4为液压开合机构或电动丝杠丝母副。

所述阀体1外围设置加热机构13，所述加热机构13为中频加热线圈。

所述阀芯7除密封面外，均设置保温层；所述阀体1外壳上设置保温层。

实施例二：如图2、图3、图4所示，一种密封阀，包括阀体1、进气口2、出气口3、阀芯开合机构4、控载机构5、阀芯转动机构6、阀芯7、阀杆8，所述阀体1上设置进气口2和出气口3，所述出气口3设置阀座9，所述阀座9与所述阀芯7连接，所述阀芯7与所述阀杆8连接，所述阀杆8贯穿所述阀体1与所述阀芯转动机构6连接，所述阀芯转动机构6通过所述控载机构5与所述阀芯开合机构4连接，所述阀芯转动机构6的旋转运动与阀芯开合机构4的直线运动通过控载机构5变成相对独立的运动。

所述控载机构5包括控载本体51、上伸轴52、压簧53、推力轴承54、 向心推力轴承55、下伸轴56，所述控载本体51由由左、右两部分壳体组成，通过紧固件连接，所述上伸轴52具有台阶结构，所述上伸轴52通过连接杆与所述阀芯开合机构4连接，所述下伸轴56具有台阶结构，所述下伸轴56通过连接件与所述阀芯转动机构6连接，所述下伸轴56与控载本体51的下端之间设置向心推力轴承55，所述向心推力轴承55的上方设置推力轴承54，所述推力轴承54上方设置压簧53，所述压簧53上方设置上伸轴52，所述控载机构5还包括压力控制机构10。

所述压力控制机构10包括设置在所述控载机构上的行程限位开关101。

所述压力控制机构10还包括设置在所述阀芯开合机构4行程上的行程开关102及与所述行程开关连接的所述阀芯转动机构的延时控制机构，当阀芯开合机构4到达所述行程开关下限位时，所述延时控制机构开启，所述阀芯转动机构6延时至设定时间后停止旋转。

所述阀体1上设置阀盖11，所述阀盖11上设置密封导套111，所述阀盖上设置立柱112，所述立柱112的一端连接所述阀盖11、另一端与固定板113连接，所述阀芯开合机构4设置在所述固定板113上；所述控载机构5上设置沿立柱112运动的导向装置一57，所述阀芯转动机构6上设置沿立柱运动的导向装置二62。

所述阀座9为环形结构，所述阀座9与所述阀芯7接触的面为阀座密封面，所述阀座密封面为凸起的密封面。

所述阀座密封面91设置在密封体92上，所述密封体92镶嵌或焊接在所述阀座9内。

所述密封体92截面形状为凸弧，其密封面呈线接触或接触面宽度小于3毫米的面接触，所述阀座密封体92的材质为耐磨材质。

所述阀芯密封面72区的材质为堆焊钴基合金，所述阀座密封体92材质为铝青铜，所述阀芯密封面72区的材质硬度大于所述密封体92的材质硬度。

所述阀座9设置阀芯导向孔93，所述阀芯导向孔93与所述阀座9为两体结构，所述阀芯导向孔93设置在所述阀座9下，通过紧固件与阀座9连接，所述阀芯7前端中心设置导向杆71。

所述阀芯7的内外周边设置刮尘片73，所述刮尘片73突出于所述阀芯7密封面，但突出部分的高度又小于所述阀座密封面凸起的高度。

所述阀芯开合机构4为液压开合机构或电动丝杠丝母副。

所述阀体1外围设置加热机构13，所述加热机构13为电阻带或电阻丝。

所述阀芯7除密封面外，均设置保温层；所述阀体1外壳上设置保温层。

Claims (17)

1.一种密封阀，包括阀体、进气口、出气口、阀芯开合机构、控载机构、阀芯转动机构、阀芯、阀杆，其特征在于：所述阀体上设置进气口和出气口，所述进气口或所述出气口设置阀座，所述阀座与所述阀芯接触，所述阀芯与所述阀杆连接，所述阀杆贯穿所述阀体与所述阀芯转动机构连接，所述阀芯转动机构通过所述控载机构与所述阀芯开合机构连接。

2.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述控载机构包括控载本体、上伸轴、压簧、推力轴承、 向心推力轴承、下伸轴，所述控载本体由上、下或左、右两部分壳体组成，通过紧固件连接，所述上伸轴具有台阶结构，所述上伸轴通过连接杆与所述阀芯开合机构连接，所述下伸轴具有台阶结构，所述下伸轴通过连接件与所述阀芯转动机构连接，所述下伸轴与所述控载本体的下端之间设置向心推力轴承，所述向心推力轴承的上方设置推力轴承，所述推力轴承上方设置压簧，所述压簧上方设置所述上伸轴，所述控载机构还包括压力控制机构。

3.如权利要求2所述的密封阀，其特征在于：所述压力控制机构包括设置在所述控载机构上的压力变送器。

4.如权利要求2所述的密封阀，其特征在于：所述压力控制机构包括设置在所述控载机构上的行程限位开关。

5.如权利要求2或3或4任一项所述的密封阀，其特征在于：所述压力控制机构还包括设置在所述阀芯开合机构行程上的行程开关及与所述行程开关连接的所述阀芯转动机构的延时控制机构。

6.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀体上设置阀盖，所述阀盖上设置密封导套，所述阀盖上设置立柱，所述立柱的一端连接所述阀盖、另一端与固定板连接，所述阀芯开合机构设置在所述固定板上；所述控载机构上设置沿立柱运动的导向装置一，所述阀芯转动机构上设置沿立柱运动的导向装置二。

7.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀座为环形结构，所述阀座与所述阀芯接触的面为阀座密封面，所述阀座密封面为凸起的密封面。

8.如权利要求7所述的密封阀，其特征在于：所述阀座密封面设置在密封体上，所述密封体与所述阀座为一体结构或所述密封体镶嵌在所述阀座内。

9.如权利要求7或8任一项所述的密封阀，其特征在于：所述密封体截面形状为凸弧或凸起的三角形或梯形，其密封面呈线接触或接触面宽度小于3毫米的面接触，所述阀座密封体的材质为耐磨材质。

10.如权利要求9所述的密封阀，其特征在于：所述阀座设置阀芯导向孔，所述阀芯导向孔与所述阀座为一体结构，所述阀芯导向孔通过筋板与所述阀座连接，所述阀芯前端中心设置导向杆。

11.如权利要求9所述的密封阀，其特征在于：所述阀座设置阀芯导向孔，所述阀芯导向孔与所述阀座为两体结构，所述阀芯导向孔设置在所述阀座下，通过紧固件与阀座连接，所述阀芯前端中心设置导向杆。

12.如权利要求11所述的密封阀，其特征在于：所述阀芯设置为碗形结构，与所述阀座密封面接触的碗形端面为阀芯的密封面，所述阀芯密封面区阀芯密封材质为堆焊耐磨合金，所述阀座密封体材质为耐磨合金，所述阀芯密封面区的材质硬度大于所述阀座密封体的材质硬度。

13.如权利要求12所述的密封阀，其特征在于：所述阀芯密封材质为钴基合金，所述阀座密封体材质为铝青铜。

14.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀芯的内外周边设置刮尘片，所述刮尘片突出于所述阀芯密封面，但突出部分的高度又小于所述阀座密封面凸起的高度。

15.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀芯开合机构为液压开合机构或电动丝杠丝母副。

16.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀体外围设置加热机构，所述加热机构为中频加热线圈或电阻带、电阻丝。

17.如权利要求1所述的密封阀，其特征在于：所述阀芯除密封面外，均设置保温层；所述阀体外壳上设置保温层。