CN108869772A - 一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀 - Google Patents

一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀 Download PDF

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Abstract

一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，包括上阀体，上阀体内部流通通道设有防腐耐磨衬管，耐磨衬管左侧为阀座，阀座与阀盘紧密贴合，阀盘与套筒通过外圆进行定位，并通过碟簧组、碟簧座进行承载，套筒与连接板进行配合，连接板上设置阀杆，阀杆左侧与下阀体通过轴承进行定位，端部与润滑石墨组进行贴合，轴承左侧端部设置有耐磨垫，右侧与支撑套通过润滑石墨进行贴合，支撑套安装于上阀体上，右侧安装阀杆填料组，阀杆右侧设置摇杆，通过执行机构进行启闭动作，上阀体上依次设置有中阀体与下阀体，本发明专为煤化工锁斗工位设计的阀门，其优异的耐磨性、耐冲刷性能以及严密的关断性能，可大幅度提高阀门使用寿命，降低用户的维修、维护成本。

Description

一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀
技术领域
本发明涉及煤化工切断阀技术领域，特别涉及一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀。
背景技术
近年来，由于国际局势的影响，石油价格持续走高，在此大环境下，由于新的替代能源的产生，国内煤化工行业发展迅猛。在煤化工装置中，粉料、浆料的处理和输送大量采用了锁斗技术，此工位阀门操作压力高，易出现内件冲蚀，密封面磨损、内漏等情况，锁斗阀的寿命及可靠性逐渐成为煤化工粉煤加压装置长周期可靠运行的瓶颈。
硬密封锁斗盘阀作为煤化工粉煤加压装置最重要的设备之一，主要对煤气化系统中粉煤介质进行关断与开启操作。由于其介质硬度高，输送气体压力高，对阀门的冲刷、冲蚀极其严重。原装进口耐磨阀的使用周期在6个月至1年不等。且需要频繁下线进行维修。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，是专为煤化工锁斗工位设计的阀门，其优异的耐磨性、耐冲刷性能以及严密的关断性能，可大幅度提高阀门使用寿命，降低用户的维修、维护成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，包括上阀体1，上阀体1内部流通通道设有防腐耐磨衬管2，耐磨衬管2左侧为阀座3，阀座3与阀盘7紧密贴合，阀盘7与套筒8通过外圆进行定位，并通过碟簧组9、碟簧座10进行承载，套筒8与连接板11进行配合，连接板11上设置阀杆12，阀杆12左侧与下阀体14通过轴承15进行定位，端部与润滑石墨组18进行贴合，轴承15左侧端部设置有耐磨垫19，右侧与支撑套16通过润滑石墨17进行贴合，支撑套16安装于上阀体1上，右侧安装阀杆填料组20，阀杆12右侧设置摇杆27，通过执行机构28进行启闭动作，上阀体1上依次设置有中阀体29与下阀体14。
所述的阀座3与上阀体1之间设置有阀座密封凹槽105，阀座密封凹槽105内安装阀座密封垫片4，通过压环5固定，阀座螺栓6进行压紧，所述密封垫片4为不锈钢带加柔性石墨缠绕垫。
所述的套筒8与连接板11焊接为一体，连接板11上端与阀杆12通过键13进行连接。
所述的上阀体1与下阀体14均设置有阀体密封凹槽106，上阀体1、中阀体29和下阀体14通过阀体螺柱30对阀体密封圈31进行压缩实现密封，所述的中阀体29上设置吹扫口36，采用双进气口的结构，所述的下阀体14通道处设置为沿着介质流通方向，右侧尺寸大，左侧尺寸小的收料结构。
所述的执行机构28通过支架组件32与上阀体1连接，执行机构28的转动部分设置有润滑轴承33，执行机构28前端设置有保护套34，执行机构28与摇杆27转动部分设置有润滑轴承35。
所述上阀体1顶部设置有人孔101，通过盲板102，密封垫片103，紧固螺柱104实现密封。
所述套筒8设置有凹槽，碟簧组9安装其中，通过碟簧座10对阀盘7实现碟簧力的持续加载，碟簧座10与阀盘7接触部位设计为球面结构，阀座3与阀盘7均采用密封面喷焊硬质合金或整体烧结硬质合金的方式进行加工，边缘均设置刮刀结构。
所述支撑套16左侧开有凹槽，凹槽内设置有润滑石墨组17与连接板11接触，右侧安装于上阀体1内。
所述阀杆填料组20由编织盘根及石墨填料搭配组成，且最内侧填料为斜口，与支撑套斜口形成5°角度差，再由填料压套22，填料压板23，填料螺柱24及碟簧25进行加载，所述阀杆12右侧导向区域设置阀杆轴承21，安装于填料组20与填料压套22之间。
所述摇杆27材质选择为高碳钢或马氏体不锈钢，摇杆27与阀杆12通过键26进行连接，所述执行机构28为气动、电动、液动或电液联动执行机构，所述执行机构28前端设置保护套34。
本发明的有益效果：
本发明提供一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，阀门整体采用锻造结构，上阀体与下阀体均设置有密封槽，中阀体通过阀体密封垫片进行定量压缩，实现阀体的密封，降低了装配难度，提高了效率。上阀体入口处设置防腐耐磨衬管，防止介质对阀体内壁产生的异常冲刷和腐蚀。
阀座与阀盘均采用密封面喷焊硬质合金或整体烧结硬质合金的方式进行加工，边缘均设置刮刀结构。
通过碟簧施加足够的轴向预紧力，在提高了耐磨性的同时，避免颗粒介质钻入密封面后对密封面造成的破坏。阀座底部安装密封垫片于上阀体的密封槽内，通过压环固定后用螺柱压紧。中阀体内壁与介质接触部位全部喷涂硬质合金，增强耐磨性能。
下阀体通道处设置为沿着介质流通方向，右侧尺寸大，左侧尺寸小的收料结构，减少了介质在阀门中腔内的残留。
执行机构扭矩传递部分如阀杆与连接板、摇杆与阀杆的连接均采用键连接，拆卸、更换更加方便快捷，降低了维护成本。阀杆采用双轴承导向结构，提高了阀杆的稳定性，阀杆与轴承、连接板与支撑套的接触平面均采用石墨组进行润滑，避免了滑动面出现咬死而降低开关效率的可能。阀杆填料的密封采用编织盘根与柔性石墨实现软硬搭配组合，且最内侧填料为斜口，与支撑套斜口形成5°角度差，提高了填料与阀杆的抱紧力与密封性能。
执行机构转动部分与执行器输出轴和摇杆接触部分采用润滑轴承连接，防止长期使用后出现的局部过度磨损，提高了关键零件的耐磨性。执行机构前端设置保护套，降低了恶劣环境下执行机构活塞杆受环境介质侵蚀的可能，提高了长期使用后执行机构效率和使用寿命。阀门的吹扫结构采用了双进气，无死区的吹扫方式，尽可能实现阀腔内残留介质的流花，降低介质在阀腔内堆积结垢的可能，提高使用寿命。
附图说明
图1为本发明阀门整体结构剖视示意图；
图2为本发明阀门整体结构侧视图；
图3位本发明整体结构实体图；
图4为本发明阀门阀座结构A点局部放大视图；
图5为本发明阀门阀杆填料部分B点结构局部放大视图；
图6为本发明阀门执行机构与支架转动部分C点局部放大视图；
图7位本发明阀门D点部分剖视图；
图8为本发明阀门吹扫原理示意图；
1—上阀体、101—人孔、102—盲板、103—密封垫片、104—紧固螺柱、105—阀座密封凹槽、106—阀体密封凹槽、2—防腐耐磨衬管、3—阀座、4—阀座密封垫片、5—压环、6—阀座螺栓、7—阀盘、8—套筒、9—碟簧组、10—碟簧座、11—连接板、12—阀杆、13—键、14—下阀体、15—轴承、16—支撑套、17—润滑石墨、18—润滑石墨组、19—耐磨垫、20—阀杆填料组、21—阀杆轴承、22—填料压套、23—填料压板、24—填料螺柱、25—碟簧、26—键、27—摇杆、28—执行机构、29—中阀体、30—阀体螺柱、31—阀体密封圈、32—支架组件、33—润滑轴承、34—保护套、35—润滑轴承、36—吹扫口；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1图2所示：包括上阀体1，上阀体1上设置有人孔101，内部流通通道部有防腐耐磨衬管2，耐磨衬管左侧为阀座3，阀座3与上阀体1之间设置有阀座密封凹槽105，密封凹槽105内安装阀座密封垫片4，通过压环5固定，阀座螺栓6进行压紧。阀座3与阀盘7紧密贴合，阀盘7与套筒8通过外圆进行定位，并通过碟簧组9，碟簧座10进行承载。套筒8与连接板11进行配合，并焊接为一体。连接板11上端与阀杆12通过键13进行连接。阀杆12左侧与下阀体14通过轴承15进行定位，端部通过润滑石墨组18进行贴合，轴承15左侧端部设置有耐磨垫19。右侧与支撑套16通过润滑石墨17进行平面贴合。支撑套16安装于上阀体1上，右侧依次安装阀杆填料组20，阀杆轴承21,外侧安装有填料压套22(如图5所示)，填料压板23，通过填料螺柱24与碟簧25将填料压紧。阀杆12最右侧通过键26连接摇杆27，通过执行机构28进行启闭动作。上阀体1与下阀体14均设置有阀体密封凹槽106，之间安装有中阀体29，最终通过阀体螺柱30对阀体密封圈31进行压缩实现密封。执行机构28通过支架组件32与上阀体1连接，转动部分设置有润滑轴承33(如图6所示)。执行机构28前端设置有保护套34，与摇杆27转动部分设置有润滑轴承35，中阀体29上设置有吹扫口36。
如图3图7所示：所述上阀体1、中阀体29、下阀体14整体采用锻造结构。所述上阀体1上设置有人孔101，阀门使用一定周期后，在阀门不下线的情况下，便可完成对阀门内部进行检查，检修，清理等工作。所述人孔101处的密封，采用盲板102对密封垫片103进行压缩，通过紧固螺柱104的压紧实现密封。
所述上阀体1与下阀体14均设置有阀体密封凹槽106，中阀体29设置凸台对置于阀体密封槽106内的阀体密封垫片31通过凸台高度进行限位并实现定量压缩，实现阀体的密封，降低了装配难度，提高了装配效率。
为了提高阀门流道的防腐及耐磨性能，所述上阀体1入口流道设置防腐耐磨衬管2，材质选择为双相钢，且内壁超音速喷涂硬质合金层，硬度可达HRC60，提高防腐及耐磨性能。
为了提高密封面耐磨性的同时，避免颗粒介质钻入密封面后对密封面造成的损坏，所述阀盘7和阀座3密封面均采用喷焊硬质合金或整体烧结硬质合金的方式进行加工，硬度均可达到HRC62以上，在阀盘7和阀座3的外圆设置锐边，通过碟簧组9的持续加载，形成刮刀结构，提高密封面耐磨性的同时，避免颗粒介质钻入密封面后对密封面造成的损坏。
所述碟簧座10与阀盘7接触部位设计为球面结构，在阀门开关操作的过程中，碟簧座10的球面提供了万向功能，防止阀盘7在转动过程中发生卡涩。
如图4所示；所述阀座3底部设计阀座密封凹槽105，采用密封垫片4安装其中，再通过压环5固定，阀座螺柱6进行压紧后密封，此结构可实现-46℃至550℃循环交替温度下不发生泄漏，增强了阀座在多种工况要求下密封的可靠性。
为了提高所述中阀体29的防腐及耐磨性能，中阀体29与介质接触的内壁采用超音速喷涂硬质合金层，硬度可达HRC60，提高防腐及耐磨性能。
为了减少介质在阀腔内的残留，降低阀腔内介质堆积对阀门开关带来的影响，所述下阀体14流通通道设置为右侧尺寸大，左侧尺寸小的收料结构，减少介质在阀门中腔内的残留，降低阀门中腔内介质堆积对阀门开关带来的影响。
为了实现了维修、更换的便捷性，降低维修、维护成本，所述阀杆12与连接板11，阀杆12与摇杆27的连接均采用键连接。可以理解的是，连接键的数量及实际尺寸可由工程人员根据实际需要进行计算后确定，实现了维修、更换的便捷性，降低了维修维护成本。
为了防止颗粒介质钻入导向面破坏导向区域，提高阀门长周期运行后阀杆导向部分的寿命，所述阀杆12采用双轴承导向结构，且轴承15及阀杆轴承21内壁与阀杆12导向面均采用硬质合金层覆盖，防止颗粒介质钻入导向面破坏导向区域，提高阀门长周期运行后阀杆导向部分的寿命。
为了避免了所述滑动摩擦面长期工作后，由于咬死而降低阀门开关效率的可能，所述阀杆12与轴承15，连接板11与支撑套16的接触平面采用润滑石墨组17、18进行平面贴合及润滑，避免了滑动摩擦面长期工作后，由于咬死而降低开关效率的可能。
所述阀杆填料组20的密封采用编织盘根与柔性石墨实现软硬搭配组合，且最左侧填料为斜口，与支撑套16斜口形成5°角度差，提高了填料与阀杆的抱紧力与密封性能。
所述执行机构28与支架组件32相对转动部分采用润滑轴承33连接防止长期使用后出现的局部过度磨损，提高了关键零件的耐磨性。
所述执行机构28输出轴和摇杆27转动部分采用润滑轴承35连接，防止长期使用后出现的局部过度磨损，提高了关键零件的耐磨性。
为了防止恶劣环境下执行机构28的活塞杆被环境介质的侵蚀，提高长期使用后执行机构效率和使用寿命，所述执行机构28活塞杆前端设置保护套34，在执行机构输出轴动作过程中，保护套34始终能够覆盖其上。
如图8所示：为了尽可能实现阀腔内残留介质的流化，降低介质在阀腔内堆积结垢的可能，所述吹扫口36采用了双进气，无死区的吹扫方式，尽可能实现阀腔内残留介质的流花，降低介质在阀腔内堆积结垢的可能。
本发明工作原理：
本发明涉及一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，阀门整体采用锻造结构，上阀体1与下阀体14均设置有密封槽，中阀体29通过阀体密封垫片31进行定量压缩，实现阀体的密封，降低了装配难度，提高了效率。上阀体1入口处设置防腐耐磨衬管2，防止介质对阀体内壁产生的异常冲刷和腐蚀。阀座3与阀盘7均采用密封面喷焊硬质合金或整体烧结硬质合金的方式进行加工，边缘均设置刮刀结构，通过碟簧组9施加足够的轴向预紧力，在提高了耐磨性的同时，避免颗粒介质钻入密封面后对密封面造成的破坏。阀座3底部安装密封垫片4于上阀体1的密封槽内，通过压环固定后用螺柱压紧。中阀体29内壁与介质接触部位全部喷涂硬质合金，增强耐磨性能。下阀体14通道处设置为沿着介质流通方向，右侧尺寸大，左侧尺寸小的收料结构，减少了介质在阀门中腔内的残留。执行机构28扭矩传递部分如阀杆12与连接板11，摇杆27与阀杆12的连接均采用键连接，拆卸、更换更加方便快捷，降低了维护成本。阀杆12采用双轴承导向结构，提高了阀杆的稳定性，阀杆12与轴承15、连接板11与支撑套16的接触平面均采用石墨组进行润滑，避免了滑动面出现咬死而降低开关效率的可能。阀杆填料的密封采用编织盘根与柔性石墨实现软硬搭配组合，且最内侧填料为斜口，与支撑套斜口形成5°角度差，提高了填料与阀杆的抱紧力与密封性能。执行机构28转动部分与执行器输出轴和摇杆27接触部分采用润滑轴承35连接，防止长期使用后出现的局部过度磨损，提高了关键零件的耐磨性。执行机构28前端设置保护套34，降低了恶劣环境下执行机构28活塞杆受环境介质侵蚀的可能，提高了长期使用后执行机构效率和使用寿命。阀门的吹扫结构采用了双进气，无死区的吹扫方式，尽可能实现阀腔内残留介质的流化，降低介质在阀腔内堆积结垢的可能，提高使用寿命。

Claims (10)

1.一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，包括上阀体(1)，上阀体(1)内部流通通道设有防腐耐磨衬管(2)，耐磨衬管(2)左侧为阀座(3)，阀座(3)与阀盘(7)紧密贴合，阀盘(7)与套筒(8)通过外圆进行定位，并通过碟簧组(9)、碟簧座(10)进行承载，套筒(8)与连接板(11)进行配合，连接板(11)上设置阀杆(12)，阀杆(12)左侧与下阀体(14)通过轴承(15)进行定位，端部与润滑石墨组(18)进行贴合，轴承(15)左侧端部设置有耐磨垫(19)，右侧与支撑套(16)通过润滑石墨(17)进行贴合，支撑套(16)安装于上阀体(1)上，右侧安装阀杆填料组(20)，阀杆(12)右侧设置摇杆(27)，通过执行机构(28)进行启闭动作，上阀体(1)上依次设置有中阀体(29)与下阀体(14)。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述的阀座(3)与上阀体(1)之间设置有阀座密封凹槽(105)，阀座密封凹槽(105)内安装阀座密封垫片(4)，通过压环(5)固定，阀座螺栓(6)进行压紧，所述密封垫片(4)为不锈钢带加柔性石墨缠绕垫。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述的套筒(8)与连接板(11)焊接为一体，连接板(11)上端与阀杆(12)通过键(13)进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述的上阀体(1)与下阀体(14)均设置有阀体密封凹槽(106)，上阀体(1)、中阀体(29)和下阀体(14)通过阀体螺柱(30)对阀体密封圈(31)进行压缩实现密封，所述的中阀体(29)上设置吹扫口(36)，采用双进气口的结构，所述的下阀体(14)通道处设置为沿着介质流通方向，右侧尺寸大，左侧尺寸小的收料结构。
5.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述的执行机构(28)通过支架组件(32)与上阀体(1)连接，执行机构(28)的转动部分设置有润滑轴承(33)，执行机构(28)前端设置有保护套(34)，执行机构(28)与摇杆(27)转动部分设置有润滑轴承(35)。
6.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述上阀体(1)顶部设置有人孔(101)，通过盲板(102)，密封垫片(103)，紧固螺柱(104)实现密封。
7.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述套筒8设置有凹槽，碟簧组9安装其中，通过碟簧座10对阀盘7实现碟簧力的持续加载，碟簧座10与阀盘7接触部位设计为球面结构，阀座3与阀盘7均采用密封面喷焊硬质合金或整体烧结硬质合金的方式进行加工，边缘均设置刮刀结构。
8.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述支撑套(16)左侧开有凹槽，凹槽内设置有润滑石墨组(17)与连接板(11)接触，右侧安装于上阀体(1)内。
9.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述阀杆填料组(20)由编织盘根及石墨填料搭配组成，且最内侧填料为斜口，与支撑套斜口形成5°角度差，再由填料压套(22)，填料压板(23)，填料螺柱(24)及碟簧(25)进行加载，所述阀杆(12)右侧导向区域设置阀杆轴承(21)，安装于填料组(20)与填料压套(22)之间。
10.根据权利要求1所述的一种煤化工专用硬密封锁斗盘阀，其特征在于，所述摇杆(27)材质选择为高碳钢或马氏体不锈钢，摇杆(27)与阀杆(12)通过键(26)进行连接，所述执行机构(28)为气动、电动、液动或电液联动执行机构，所述执行机构(28)前端设置保护套(34)。
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