CN107339463A - 一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，沿铰接点到搭接点方向的翻板两侧分别设锯齿形沟槽，当三通分料阀下料时，前期下落的料流颗粒停留在锯齿形沟槽中形成料垫，使后续料流的冲击力大为减缓，形成“料打料”的效果，减轻料流对翻板的磨损；同时锯齿形沟槽使靠近阀体内壁的料流速度大为减缓，形成“料磨料”的效果，减轻对阀体内壁的磨损。本发明在利用物料安息角进行积料分析的基础上，通过离散元法进行模拟设计及验证，所采用的结构形式能够翻板及阀体内形成良好的“料打料”和“料磨料”效果，减缓料流对翻板式三通分料阀的冲击及磨损，从而有效地延长了翻板式三通分料阀的使用寿命。

Description

一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀

技术领域

本发明涉及分料阀技术领域，尤其涉及一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，适用于焦化、电厂、采矿等颗粒状物料的运送过程。

背景技术

三通分料阀的翻板及阀体承受强大的料流冲击，其中以翻板及阀体2个出料口内侧壁的冲击破坏和磨损尤为严重，在强大的料流冲击力作用下，6～8个月的时间内，三通分料阀的翻板就能够被击穿，因此如何实现三通分料阀的长寿化是许多工程技术人员的关注焦点。

授权公告号为CN2015588926U的中国专利公开了一种“三通分料阀”，授权公告号为CN101581541B的中国专利公开了一种“三通分料阀闸板”，采用了料打料防护结构，将翻板焊成“井”字型网格，网格储存一定的物料，形成局部的积料效果，对翻板基体有良好的防护作用；但由于结构所限，其料流冲击区形成不了全覆盖的料垫，致使构成网格的钢板(筋板)结构暴露在料流的冲击之下，筋板的抗冲击抗磨损效果较差，筋板被破坏后，翻板基体随之破坏，翻板的积料效果消失，起不到彻底的“料打料”和“料磨料”的效果。

上述两个专利的闸板结构采用钢板拼接而成，翻板整体重量大，焊接工作量大，同时上述两个专利在阀体出料口内侧未设任何抗冲击及抗磨损措施，因此无法避免料流对阀体出流口内侧壁的磨损及破坏。

发明内容

本发明提供了一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，在利用物料安息角进行积料分析的基础上，通过离散元法进行模拟设计及验证，所采用的结构形式能够翻板及阀体内形成良好的“料打料”和“料磨料”效果，减缓料流对翻板式三通分料阀的冲击及磨损，从而有效地延长了翻板式三通分料阀的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，包括阀体、翻板、转轴、摇臂及推杆，所述阀体上部设进料口，下部对称设置2个出料口，翻板通过转轴固定在阀体内，推杆通过摇臂带动翻板和转轴整体转动，实现2个出料口的开闭转换；所述阀体内对应翻板转动方向两侧分别设托台，翻板底部与转轴通过长键连接，转动后其顶部搭到托台上实现定位固定；翻板上沿转动方向径向的两侧分别设锯齿形沟槽，当三通分料阀下料时，前期下落的料流颗粒停留在锯齿形沟槽中形成料垫，使后续料流的冲击力大为减缓，形成“料打料”的效果，减轻料流对翻板的磨损；同时锯齿形沟槽使靠近阀体内壁的料流速度大为减缓，形成“料磨料”的效果，减轻对阀体内壁的磨损。

所述翻板本体是由型钢焊接而成的框架式结构，翻板本体通过钢管与转轴套接；锯齿形沟槽由多个不等边角钢依次排列组成；不等边角钢的短边在上，长边在下，与翻板本体焊接固定；不等边角钢的两端通过钢板封堵。

所述翻板靠近转轴一端的两侧分别设一块90°角的圆弧形钢板，圆弧形钢板的上部与不等边角钢相接，下部通过长封板与钢管固定连接，两侧通过钢板封堵；圆弧形钢板的圆弧面外凸，外凸的圆弧形钢板具有导流作用，越过圆弧形钢板的料流形成瀑布流，从进料口的落下的料流直接打在瀑布流上，能够减缓料流对阀体出料口内侧壁的冲击；同时，以翻板本体对应平面为基准，圆弧形钢板顶面的高度大于不等边角钢顶面的高度；能够在圆弧形钢板的上方使积料料层加厚，料层覆盖不等边角钢的尖点，使不等边角钢的尖点免受料流的直接冲击，从而减轻对锯齿形沟槽结构的磨损。

所述阀体下部2个出料口之间的分岔结构内侧分别设缓冲凸台，穿过瀑布流的物料颗粒在缓冲凸台上部积料，形成二次“料打料”效果，减缓物料颗粒对阀体出料口内侧壁的冲击及磨损；两侧的缓冲凸台对称设置，由不等边角钢焊接在阀体内壁上形成，且不等边角钢短边在上、长边在下布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)当三通分料阀下料时，前期下落的料流颗粒停留在锯齿形沟槽中形成料垫，使后续料流的冲击力大为减缓，形成“料打料”的效果，减轻了料流对翻板的磨损；同时锯齿形沟槽使靠近阀体内壁的料流速度大为减缓，形成了“料磨料”的效果，减轻了对阀体内壁的磨损；

2)圆弧形钢板的圆弧面外凸，外凸的圆弧形钢板具有导流作用，越过圆弧形钢板的料流形成瀑布流，从进料口的落下的料流直接打在瀑布流上，能够减缓料流对阀体出料口内侧壁的冲击；

3)圆弧形钢板顶面的高度大于不等边角钢顶面的高度；能够在圆弧形钢板的上方使积料料层加厚，料层覆盖不等边角钢的尖点，使不等边角钢的尖点免受料流的直接冲击，从而减轻对锯齿形沟槽结构的磨损；

4)阀体下部2个出料口之间的分岔结构内侧分别设缓冲凸台，穿过瀑布流的物料颗粒在缓冲凸台上部积料，形成二次“料打料”效果，减缓物料颗粒对阀体出料口内侧壁的冲击及磨损；

5)不等边角钢及圆弧形钢板的周边均为封闭结构，可防止物料进入；

6)翻板本体为型钢焊接而成的框架结构，重量轻，焊接量小；

7)本发明所述翻板式三通分料阀结构经离散元法模拟设计并进行积料效果验证，并投入生产应用，经理论及实践验证，其与现有三通分料阀相比，可提高使用寿命3～5倍。

附图说明

图1是本发明所述抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀的立体结构示意图。

图2是本发明所述抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀的正视剖面图。

图3是本发明所述翻板的立体结构示意图。

图4是本发明所述翻板本体的立体结构示意图。

图5是本发明所述一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀的颗粒积料分析示意图。

图6是本发明所述采用离散元法进行模拟验证的示意图。

图中：1.阀体 11.托台 12.缓冲凸台 2.翻板 21.长条形钢板 22.不等边角钢23.槽钢 24.工字钢 25.圆弧形钢板 26.长封板 27.钢管 3.转轴 4.摇臂 5.推杆 6.长键

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明所述一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，包括阀体1、翻板2、转轴3、摇臂4及推杆5，所述阀体1上部设进料口，下部对称设置2个出料口，翻板2通过转轴3固定在阀体1内，推杆5通过摇臂4带动翻板2和转轴3整体转动，实现2个出料口的开闭转换；所述阀体1内对应翻板2转动方向两侧分别设托台11，翻板2底部与转轴3通过长键6连接，转动后其顶部搭到托台11上实现定位固定；翻板2上沿转动方向径向的两侧分别设锯齿形沟槽，当三通分料阀下料时，前期下落的料流颗粒停留在锯齿形沟槽中形成料垫，使后续料流的冲击力大为减缓，形成“料打料”的效果，减轻料流对翻板2的磨损；同时锯齿形沟槽使靠近阀体1内壁的料流速度大为减缓，形成“料磨料”的效果，减轻对阀体1内壁的磨损。

如图4所示，所述翻板2本体是由型钢焊接而成的框架式结构，翻板2本体通过钢管27与转轴3套接；如图3所示，锯齿形沟槽由多个不等边角钢22依次排列组成；不等边角钢22的短边在上，长边在下，与翻板2本体焊接固定；不等边角钢22的两端通过钢板封堵。

如图2、图3所示，所述翻板2靠近转轴3一端的两侧分别设一块90°角的圆弧形钢板25，圆弧形钢板25的上部与不等边角钢22相接，下部通过长封板26与钢管27固定连接，两侧通过钢板封堵；圆弧形钢板25的圆弧面外凸，外凸的圆弧形钢板25具有导流作用，越过圆弧形钢板25的料流形成瀑布流，从进料口的落下的料流直接打在瀑布流上，能够减缓料流对阀体出料口内侧壁的冲击；同时，以翻板2本体对应平面为基准，圆弧形钢板25顶面的高度大于不等边角钢22顶面的高度；能够在圆弧形钢板25的上方使积料料层加厚，料层覆盖不等边角钢22的尖点，使不等边角钢22的尖点免受料流的直接冲击，从而减轻对锯齿形沟槽结构的磨损。

所述阀体1下部2个出料口之间的分岔结构内侧分别设缓冲凸台12，穿过瀑布流的物料颗粒在缓冲凸台12上部积料，形成二次“料打料”效果，减缓物料颗粒对阀体出料口内侧壁的冲击及磨损；两侧的缓冲凸台12对称设置，由不等边角钢22焊接在阀体1内壁上形成，且不等边角钢22短边在上、长边在下布置。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

如图2、图3所示，本实施例中翻板2顶部设有一个长条形钢板21，翻板2转动后通过长条形钢板21搭接在阀体1内壁的托台11上，使对应出料口封闭，同时另一出料口处于敞开状态，从顶部进料口进入的物料将在翻板2的缓冲和引导下经由敞开的出料口出料。

本实施例中，翻板2本体由型钢焊接而成，如图4所示，由中部的1根工字钢24、外围的3根槽钢23及1根钢管27焊接成框架结构，翻板2本体的上部焊接长条形钢板21；翻板2本体两侧分别焊有20根不等边角钢22，20根不等边角钢22沿翻板2转动的径向依次排列；翻板2本体底部两侧分别焊有2条90°角的圆弧形钢板25；整个翻板2的结构为轴对称结构。

本实施例中，所有用于组成锯齿形沟槽的不等边角钢22的短边均处于上方，长边处于下方放置，且采用连续焊接，焊接后形成沿翻板2转动方向的径向的锯齿形沟槽。当三通分料阀下料时，料流颗粒停留在锯齿形沟槽中，料层覆盖锯齿形沟槽形成料垫，使料流的冲击力大为减缓，形成了“料打料”的效果。同时锯齿形沟槽使靠近阀体1内壁的料流的速度大为减缓，使阀体1内壁的磨损减缓，形成了“料磨料”的效果。

翻板2本体下部设置的圆弧形钢板25的圆弧面外凸，其作用是：1)由于外凸圆弧形钢板25的导流作用，越过圆弧形钢板25的料流形成瀑布流，瀑布流正上方落下的料流直接打在瀑布流上，减缓了料流对阀体1出料口内侧的冲击。2)翻板2上圆弧形钢板25的高度大于不等边角钢22的高度，使积料料层加厚，料层覆盖不等边角钢22的尖点，使不等边角钢22尖点免受料流的直接冲击。不等边角钢22及圆弧形钢板25的两端分别用钢板焊接封堵，保证了翻板2侧面不进料。

在阀体1出料口内侧设有2条不等边角钢制成的缓冲凸台12，且呈对称布置，不等边角钢的短边处于上方，长边处于下方，其能够使穿过瀑布流的物料颗粒在不等边角钢短边上部积料，形成二次“料打料”效果，减缓了穿过瀑布流的物料颗粒对阀体1出料口内侧的冲击及磨损。

如图2所示，当翻板2转动到左侧出料口上方时，长条形钢板21搭接在阀体1内左面的托台11上，阀体1的下料口和右侧出料口贯通；同理，当翻板2转动到右侧出料口时，长条形钢板21搭接在阀体1内右面的托台11上，阀体1的下料口和左侧出料口贯通；通过推杆5伸缩驱动摇臂4，摇臂4通过长键6和转轴3带动翻板2转动，实现分料功能。

本实施例中，翻板式三通分料阀的进料口、出料口尺寸均为1m×1m，不等边角钢22型号均为热轧不等边角钢8/5，槽钢23型号为槽钢10，工字钢24型号为工字钢10，圆弧形钢板25板的外弧半径为80mm。

如图5所示，以离散元方法为基础，以EDEM离散元软件为工具，在充分考虑积料槽形状、物料的物理属性、物料的初始速度等基础上，对本实施例所述三通分料阀结构进行离散元模拟分析：

假设颗粒A为处在设有锯齿形沟槽翻板2上部的颗粒，颗粒B为处在设有锯齿形沟槽翻板的锯齿形沟槽内的颗粒，颗粒C为处在光面翻板(翻板两侧均为平面)上的颗粒。

落入锯齿形沟槽内的颗粒B可停留在翻板2上，形成积料；相同物料的安息角相同，因为光面翻板的倾角a大于设有锯齿形沟槽翻板的倾角a1，所以本发明所述翻板比光面翻板更易积料。如图5、图6所示，从上到下的第1根～第10根不等边角钢22的尖点角点处在图5的料线之下，说明本发明的不等边角钢22全部处在料垫防护之下。

模拟分析结论：1)锯齿形沟槽积满了料，且料层覆盖了不等边角钢22的尖点，实现了翻板冲击区的料层全覆盖；2)由于外凸圆弧形钢板25的导流作用，越过圆弧形钢板25的料流形成瀑布流，瀑布流正上方落下的料流直接打在瀑布流上，减缓了料流对阀体1出料口内侧的冲击；3)穿过瀑布流的颗粒在不等边角钢22短边上积料，形成了二次“料打料”效果。上述效果减缓了料流对三通分料阀的冲击及磨损，因此，本发明是一种长寿化的三通分料阀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，包括阀体、翻板、转轴、摇臂及推杆，所述阀体上部设进料口，下部对称设置2个出料口，翻板通过转轴固定在阀体内，推杆通过摇臂带动翻板和转轴整体转动，实现2个出料口的开闭转换；其特征在于，所述阀体内对应翻板转动方向两侧分别设托台，翻板底部与转轴通过长键连接，转动后其顶部搭到托台上实现定位固定；翻板上沿转动方向径向的两侧分别设锯齿形沟槽，当三通分料阀下料时，前期下落的料流颗粒停留在锯齿形沟槽中形成料垫，使后续料流的冲击力大为减缓，形成“料打料”的效果，减轻料流对翻板的磨损；同时锯齿形沟槽使靠近阀体内壁的料流速度大为减缓，形成“料磨料”的效果，减轻对阀体内壁的磨损。

2.根据权利要求1所述的一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，其特征在于，所述翻板本体是由型钢焊接而成的框架式结构，翻板本体通过钢管与转轴套接；锯齿形沟槽由多个不等边角钢依次排列组成；不等边角钢的短边在上，长边在下，与翻板本体焊接固定；不等边角钢的两端通过钢板封堵。

3.根据权利要求1所述的一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，其特征在于，所述翻板靠近转轴一端的两侧分别设一块90°角的圆弧形钢板，圆弧形钢板的上部与不等边角钢相接，下部通过长封板与钢管固定连接，两侧通过钢板封堵；圆弧形钢板的圆弧面外凸，外凸的圆弧形钢板具有导流作用，越过圆弧形钢板的料流形成瀑布流，从进料口的落下的料流直接打在瀑布流上，能够减缓料流对阀体出料口内侧壁的冲击；同时，以翻板本体对应平面为基准，圆弧形钢板顶面的高度大于不等边角钢顶面的高度；能够在圆弧形钢板的上方使积料料层加厚，料层覆盖不等边角钢的尖点，使不等边角钢的尖点免受料流的直接冲击，从而减轻对锯齿形沟槽结构的磨损。

4.根据权利要求1所述的一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，其特征在于，所述阀体下部2个出料口之间的分岔结构内侧分别设缓冲凸台，穿过瀑布流的物料颗粒在缓冲凸台上部积料，形成二次“料打料”效果，减缓物料颗粒对阀体出料口内侧壁的冲击及磨损；两侧的缓冲凸台对称设置，由不等边角钢焊接在阀体内壁上形成，且不等边角钢短边在上、长边在下布置。

5.根据权利要求1所述的一种抗冲击抗磨损的翻板式三通分料阀，其特征在于，所述推杆为电动推杆、电液动推杆或气动推杆中的一种。