CN108167460A - 一种黑水灰水调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑水灰水调节阀，包括有阀体、阀盖、阀杆、阀芯、阀座和阀杆升降驱动机构，阀盖与阀体可拆卸固定连接，阀体内设置有阀体内腔，该阀体内腔包括有连接进口端、出口端的流道区域，所述的阀体内腔还包括有储渣排渣区域，储渣排渣区域位于阀体内腔的最上端区域，储渣排渣区域与流道区域通过隔离壁相互分隔，且隔离壁上设置有支撑托台，所述的隔离壁对应支撑托台相对于所述进口端的侧面或背面设置有数个连通的小孔，小孔直径设计为只能通过液流和微小颗粒而不能通过较大固体颗粒；流道区域的内壁由阀体进口端的逐渐平缓圆滑收缩，并与设置于出口端的阀座流道完全连通，整个流道区域不设死角。本发明可以解决现有技术所不能解决的如何预防结垢结块、粘结，如何排渣除渣的问题，实际使用将更加安全可靠。

Description

一种黑水灰水调节阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体是指一种黑水灰水调节阀，适用于煤化工黑水、灰水介质工况使用。

背景技术

黑水灰水调节阀是一种适用于煤化工黑水、灰水介质工况使用的调节阀。通过检索，现有技术中：

(1)中国专利公开号为CN 101592227 A公开了一种黑、灰水耐磨调节阀；

(2)中国专利公开号为CN206092988U公开了一种气动高压差调节阀；

这两项现有技术，解决了阀杆冲刷、共振、降噪、阀芯脱落等实际问题，使该类调节阀在实际应用中更加安全可靠，使用寿命也得到了较大提高。

但在多个现场工作人员的反映和我们从不同使用场所的调研中发现，煤化工黑水、灰水介质具有一个非常不利于设备正常运行的特性，即：在稳流、静止流动或者相对流动速度较低的状态下，黑水、灰水介质的固态微小颗粒很容易汇集一起形成大面积结块结垢，并且很容易粘结在金属表面，造成阀门腔室、阀杆与轴套表面等具有不同程度的结垢层。阀门腔室表面的结垢层一旦厚度过大将造成阀门流道面积急速减少，如果结垢层脱落更是直接堵塞了阀座流道，都将对阀门使用造成危害后果。阀杆与轴套表面的结垢将造成阀杆动作受阻，严重的将造成阀杆卡死无法动作，给生产带来极大的安全隐患。

另外，对于封闭式阀杆保护结构，使用时间长久之后，较为细小的固态介质还是会随着阀杆的上下直线运动带入进密闭腔室内，一旦内塞满固体介质而又无处可排放，阀杆也就无法进行动作，阀门也不能进行调节和正常工作了。因此，进一步研究和解决新的问题，是目前面临的迫切任务。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种能预防黑水、灰水中固体颗粒结垢、粘结的黑水灰水调节阀。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有阀体、阀盖、阀杆、阀芯、阀座和阀杆升降驱动机构，阀盖与阀体可拆卸固定连接，在阀体上开设有进口端和出口端，且进口端的中心轴线与和出口端的中心轴线相互垂直，阀座设置于出口端，且阀座内的阀座流道的中心轴线与所述出口端的中心轴线同轴，阀体内设置有阀体内腔，该阀体内腔包括有连接进口端、出口端的流道区域，

所述的阀体内腔还包括有储渣排渣区域，储渣排渣区域位于阀体内腔的最上端区域，且其上方为阀体和阀盖的连接的开口处，储渣排渣区域与流道区域通过隔离壁相互分隔，且隔离壁上设置有支撑托台，支撑托台内设置有用于阀杆穿设升降配合的通孔，支撑托台内的通孔轴线与阀体出口端的中心轴线同轴；

所述的隔离壁对应支撑托台相对于所述进口端的侧面或背面设置有数个连通的小孔，小孔直径设计为只能通过液流和微小颗粒而不能通过较大固体颗粒；

进一步设置是流道区域的内壁由阀体进口端的逐渐平缓圆滑收缩，并与设置于出口端的阀座流道完全连通，整个流道区域不设死角。

进一步设置是所述的阀体在出口端处连接固定有开口成喇叭型的扩散管，阀体的出口端与扩散管之间夹设固定有阀座基座，所述的阀座设置于阀座基座内。

进一步设置是阀座流道由多段相互同轴的流道组成，最上端为第一圆孔直流道，接着为第一喇叭状流道，第一喇叭状流道上端尺寸与第一圆孔直流道一致且上端小下端大，再接下来为第二圆孔直流道，最后是第二喇叭状流道，第二喇叭状流道上端尺寸与第二圆孔直流道一致且上端小下端大。

进一步设置是所述支撑托台的通孔内壁上固定设置有轴套，所述的阀杆升降滑移套设于轴套内。

进一步设置是所述的阀芯和轴套均为与对应黑水和灰水的惰性材料制成，所述的阀杆表面也喷涂相应的惰性材料。

进一步设置是所述的惰性材料为SiC材料。

进一步设置是阀杆升降驱动机构为电动执行器。

进一步设置是阀芯是通过一个连接螺栓贯穿其设置在中间的通孔并与阀杆下端连接的，连接螺栓的大端沉入阀杆对应沉孔内，另一端与阀杆设置的内螺纹孔固定连接，螺纹连接的外端部再进行焊接固定。

进一步设置是连接螺栓材质为低膨胀系数合金。

进一步设置是还包括所述的指示装置，该指示装置包括联动固定于阀杆上的指针，以及相对阀盖位置固定且与指针对应指示配合的刻度尺。

本发明的创新机理和有益效果是：采用上述技术方案，苛刻的黑水、灰水介质从阀体进口端进入后，将通过流道区域的引导直接流向下游出口端阀座，中间无法停留和积沉、结垢结块，而进入到储渣排渣区域的任何沉积物都将被定期清理清除，由于阀杆表面、轴套、阀芯以及阀座均为惰性材料，该惰性材料的特性为高导热性、高导电性、高硬度、高耐磨和低摩擦系数，不具备吸附黑水灰水微小颗粒的性能，也无法产生表面结垢和粘结表面，且该惰性材料摩擦系数极低，阀杆动作将顺畅而无任何障碍，当阀芯进行开启和调节时，流经阀芯的液流会经过压力恢复的阶段，在压力恢复过程中由于阀座进出口压力差的变化，出口端的液流一般会形成气泡，而在压力恢复过程中气泡将破碎或爆炸，形成汽蚀，由于在阀芯出口压力恢复区域针对性的设置了喇叭状流道，破坏了气泡形成的条件，使液流迅速扩散和雾化，无法形成气爆，保护了阀芯和阀座不受损坏。因此，新型的黑水灰水调节阀可以解决以往发明所不能解决的预防结垢结块、粘结、排渣出渣的缺陷，实际使用将更加安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明具体实施例全关时的结构总图；

图2为本发明具体实施例全开时的状态图；

图3为本发明具体实施例中阀杆与阀芯连接后的组合图；

图4为本发明具体实施例中阀座流道结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、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地详细描述。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1至图4所示，为本发明实施例中，一种黑水灰水调节阀，包括扩散管1、阀座基座2、阀座3、阀芯4、连接螺栓5、阀杆6、锁紧螺母7、轴套8、阀体9、阀盖10、填料总成11、指示装置12和执行机构14等组成，所述阀体1的进口法兰与出口法兰轴线相互垂直，阀杆6穿过阀盖10内部的填料总成11并贯穿阀体1内腔，阀杆6轴线与阀体9出口法兰轴线同轴，所述的阀座3设置在阀座基座2内，阀座基座2夹在阀体9与扩散管1之间，执行机构14连接在阀盖10上端，并与阀杆6上端螺纹连接，即执行机构14通过驱动阀杆螺母，使得阀杆螺母相对阀杆6做螺旋转动，进而驱动阀杆6纵向升降，从而使得阀杆6进行轴向升降动作，执行机构14通过对阀杆6的驱动一方面实现对阀门的开启和关闭，另一方面通过控制阀芯4的开度来实现对介质流量、压力等的调节，本实施例所述的执行机构14作为阀杆升降驱动机构，优选采用电动执行器，可直接从市场购买组装。

此外，本实施例还设置有升降限位装置13，该升降限位装置13包括有固定于阀杆6上的限位滑块131，限位滑块131上设置有纵向滑槽，所述的阀盖10的上方固定设置有上支架132，所述的上支架132上设置有与所述的限位滑块131的纵向滑槽在纵向上构成滑移导向配合且周向构成限位配合的纵导轨133。

本发明的进一步设置在于：阀体9内腔隔离为两个部分，一部分为流道区域A，一部分为储渣排渣区域B，流道区域A与储渣排渣区域B之间设置有支撑托台H，支撑托台H为圆柱形，其轴线与阀体9出口端法兰轴线同轴，支撑托台H相对于流道进口A的侧面或背面设置有数个连通的小孔D，小孔D直径设计为只能通过液流和微小颗粒而不能通过较大固体颗粒，流道区域A由进口端的圆形逐渐平缓圆滑收缩，并与出口端阀座流道C完全连通，整个流道区域A没有任何死角空间，工作时可以使流道区域A的介质一直处于流动状态，无法进行积沉和结垢，储渣排渣区域B位于阀体9出口法兰的最上端，且其上方为阀体9和阀盖10的连接的开口处，拆开阀盖10即可将储渣排渣区域B完全暴露出来，其作用为将阀杆6上下运动过程带进来的微小颗粒介质以及小孔D渗透进来的颗粒介质提供储存空间，介质颗粒或者残渣即使在长时间结垢结块后，也可以通过打开阀盖10对结块结垢等进行完全清理清除。

本发明的再进一步设置：阀芯4是通过一个连接螺栓5贯穿其设置在中间的通孔与阀杆6连接的，连接螺栓5材质为低膨胀系数合金，例如Fe-36Ni合金，连接螺栓5的大端沉入阀杆6对应沉孔内，另一端与阀杆6设置的内螺纹孔固定连接，螺纹连接的外端部再进行焊接固定，焊接处应牢固。

本发明的再进一步设置：阀体流道区域A与储渣排渣区域B交界处设置有支撑托台H，支撑托台H为圆柱形，内部设置通孔，阀杆6与其通孔通过中间轴套8进行配合并贯穿于支撑托台H内的通孔，轴套8通过连接螺母5进行固定，连接螺母5固定好轴套8后须进行点焊，使其与阀体托台H固定牢靠。阀门工作(一般是指阀门处于调节流量状态，半开半关，也可以全开)时，阀杆6上端位于出渣排渣区域B而与介质隔离，不受介质冲刷，阀杆6下端位于支撑托台H内部，受支撑托台H保护，免受介质直接冲刷。

本发明的再进一步设置：阀座3流道由多段流道组成，最上端为第一圆孔直流道C1，接着为第一喇叭状流道C2，第一喇叭状流道C2上端尺寸与圆孔直流道C1一致且上端小下端大，再接下来为第二圆孔直流道C3，最后又为第二喇叭状流道C4，第二喇叭状流道C4下端直径最大。

本发明的再进一步设置：轴套8、阀芯4和阀座3材质均为高硬度、高耐磨惰性材料制成，本实施例所述的惰性材料，是指自身化学性能非常稳定的材料，不容易和黑水和灰水中的物质发生化学反应，例如SiC材料，阀杆6表面也喷涂一层同样的惰性材料进行保护。

采用上述技术方案，苛刻的黑水、灰水介质从阀体9进口端进入后，将通过流道区域A的引导直接流向阀座流道C，中间无法停留和积沉、结垢结块，而进入到储渣排渣区域B的任何沉积物都将被定期清理清除，由于阀杆6表面、轴套8、阀芯4以及阀座3均为惰性材料，不具备吸附黑水灰水微小颗粒的性能，也无法产生表面结垢和粘结表面，且该惰性材料摩擦系数极低，阀杆6动作将顺畅而无任何障碍，当阀芯4进行开启和调节时，流经阀芯4的液流会经过压力恢复的阶段，在压力恢复过程中由于阀座3进出口压力差的变化，出口端的液流一般会在C1、C2流道段形成气泡，而在压力恢复过程中气泡将破碎或爆炸，形成汽蚀，由于在阀芯4出口压力恢复区域C2、C3流道段针对性的设置了喇叭状流道C2，破坏了气泡形成的条件，使液流在C3段和C4段迅速扩散和雾化，无法形成气爆，保护了阀芯4和阀座3不受损坏。因此，新型的黑水灰水调节阀可以解决以往发明所不能解决的如何预防结垢结块、粘结，如何排渣除渣的问题，实际使用将更加安全可靠。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种黑水灰水调节阀，包括有阀体、阀盖、阀杆、阀芯、阀座和阀杆升降驱动机构，阀盖与阀体可拆卸固定连接，在阀体上开设有进口端和出口端，且进口端的中心轴线与和出口端的中心轴线相互垂直，阀座设置于出口端，且阀座内的阀座流道的中心轴线与所述出口端的中心轴线同轴，阀体内设置有阀体内腔，该阀体内腔包括有连接进口端、出口端的流道区域，其特征在于：

所述的阀体内腔还包括有储渣排渣区域，储渣排渣区域位于阀体内腔的最上端区域，且其上方为阀体和阀盖的连接的开口处，储渣排渣区域与流道区域通过隔离壁相互分隔，且隔离壁上设置有支撑托台，支撑托台内设置有用于阀杆穿设升降配合的通孔，支撑托台内的通孔轴线与阀体出口端的中心轴线同轴；所述的隔离壁对应支撑托台相对于所述进口端的侧面或背面设置有数个连通的小孔，小孔直径设计为只能通过液流和微小颗粒而不能通过较大固体颗粒；

流道区域的内壁由阀体进口端的逐渐平缓圆滑收缩，并与设置于出口端的阀座流道完全连通，整个流道区域不设死角。

2.根据权利要求1所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：所述的阀体在出口端处连接固定有开口成喇叭型的扩散管，阀体的出口端与扩散管之间夹设固定有阀座基座，所述的阀座设置于阀座基座内。

3.根据权利要求1或2所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：阀座流道由多段相互同轴的流道组成，最上端为第一圆孔直流道，接着为第一喇叭状流道，第一喇叭状流道上端尺寸与第一圆孔直流道一致且上端小下端大，再接下来为第二圆孔直流道，最后是第二喇叭状流道，第二喇叭状流道上端尺寸与第二圆孔直流道一致且上端小下端大。

4.根据权利要求1所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：所述支撑托台的通孔内壁上固定设置有轴套，所述的阀杆升降滑移套设于轴套内。

5.根据权利要求4所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：所述的阀芯和轴套均为与对应黑水和灰水的惰性材料制成，所述的阀杆表面也喷涂相应的惰性材料。

6.根据权利要求5所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：所述的惰性材料为SiC材料。

7.根据权利要求1所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：阀杆升降驱动机构为电动执行器。

8.根据权利要求1所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：阀芯是通过一个连接螺栓贯穿其设置在中间的通孔并与阀杆下端连接的，连接螺栓的大端沉入阀杆对应沉孔内，另一端与阀杆设置的内螺纹孔固定连接，螺纹连接的外端部再进行焊接固定。

9.根据权利要求8所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：连接螺栓材质为低膨胀系数合金。

10.根据权利要求1所述的一种黑水灰水调节阀，其特征在于：还包括所述的指示装置，该指示装置包括联动固定于阀杆上的指针，以及相对阀盖位置固定且与指针对应指示配合的刻度尺。