CN109282051B - 高压除鳞喷射阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压除鳞喷射阀，所述喷射阀包括上气缸组件、下气缸组件、上柱塞组件、下柱塞组件、空气过滤器、阀体以及轴套，所述阀体的上下两侧分别设置有上柱塞组件和下柱塞组件，所述上气缸组件和下气缸组件对称的设置在阀体的上下两端，所述空气过滤器设置在设置在上气缸组件的上方。该技术方案大幅度降低了设备成本，原有与主管路相并联的预冲水单元全部省去，同时也大幅度提高了除鳞系统的稳定性；该技术方案巧妙利用除鳞系统的关键部件“喷射阀”来产出并控制预冲水，达到预冲水效果。

Description

高压除鳞喷射阀

技术领域

本发明涉及一种喷射阀，具体涉及一种高压除鳞喷射阀，属于热轧生产线上除鳞设备技术领域。

背景技术

在热轧生产线上，均配置除鳞系统，在大多数轧制道次之前，对轧件表面的氧化铁皮进行清除，以减少轧件表面的氧化物从而保证带钢的表面质量。除鳞系统一般由除鳞泵站、过滤器、除鳞喷射阀以及现场的除鳞集管等组成；泵站将高压水送至除鳞阀，通过除鳞阀的开闭控制，将高压水送至除鳞集管后经喷嘴喷出。由于除鳞集管的喷嘴处于常开状态，除鳞喷射阀关闭后，阀后面主管里的水会通过喷嘴流出，空气就会进入主管，当再次打开除鳞喷射阀时，高速的压力水与空气的作用，造成主管路异常振动，严重时会造成除鳞软管爆裂、管路焊缝开裂、管夹震碎等，为了减少除鳞阀打开瞬间高速的高压水对管路的冲击，除鳞系统必需设计有预冲水单元，预冲水单元主要由低压水源、止回阀、安全阀、两位两通换向阀等组成。其与除鳞主管路相并联，负责向除鳞阀后的主管路输入低压水，同时挤出管路里的空气。现有的预冲水单元有以下几个缺点：1.成本高，当除鳞阀打开，为了防止高压水进入低压预冲水单元，造成系统零部件的损坏，对应的止回阀、安全阀、控制换向阀等阀门必不可少；2.预冲水单元是整个除鳞系统必不可少的关键单元、上述零部件的好坏直接决定了除鳞系统运行的稳定性；初步检索，中国专利CN201510201042.6公开了《一种中厚板轧机全自动除鳞控制方法》，提供一种中厚板轧机全自动除鳞控制方法，主阀与预冲水阀依次自动关闭，完成第一个除鳞道次。钢板展宽、转钢后，重复上述过程，完成第二道次除鳞过程。可以看出预冲水单元是此方法必不可少的关键单元。中国专利CN200510032519.9公开了《高压水除鳞系统》，其涉及一种高压水除鳞系统，包括清洗过滤器和最小流量阀组，在所述自清洗过滤器后依次设有隔膜式蓄水罐、除鳞泵组，在所述最小流量阀组后依次设有低压预充阀组、机上除鳞喷射阀组、机上除鳞集管、高效除鳞喷嘴、除鳞箱除鳞喷射阀组、除鳞箱除鳞集管和除鳞箱高效喷嘴；同样预充阀组也是其必不可少的关键单元。现有的方案均没有解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高压除鳞喷射阀，该技术方案设计巧妙、结构紧凑，通过对关键设备除鳞阀的合理的设计，无需原有的预冲水单元，却能达到预冲水的效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种高压除鳞喷射阀，所述喷射阀包括上气缸组件、下气缸组件、上柱塞组件、下柱塞组件、空气过滤器、阀体以及轴套，所述阀体的上下两侧分别设置有上柱塞组件和下柱塞组件，所述上气缸组件和下气缸组件对称的设置在阀体的上下两端，所述空气过滤器设置在设置在上气缸组件的上方。

作为本发明的一种改进，所述上气缸组件包括上气缸活塞、上气缸本体以及上气缸活塞杆，所述上气缸活塞设置在上气缸本体上，所述上气缸活塞杆穿过上气缸活塞和上气缸本体；所述下气缸组件包括下气缸活塞、下气缸本体以及下气缸活塞杆，所述下气缸活塞设置在下气缸本体上，所述下气缸活塞杆穿过下气缸活塞和下气缸本体，空气过滤器设置在上气缸活塞杆的上方。

作为本发明的一种改进，所述上柱塞组件包括上端盖、上柱塞、上弹簧以及上柱塞组合密封，所述上端盖设置在阀体上，所述上柱塞与阀体内孔之间有上柱塞组合密封，上气缸活塞杆的一头与上气缸活塞通过锁紧并帽相连，上气缸本体安装在上端盖上，另一头与上柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出；所述下柱塞组件包括下端盖、下柱塞、下弹簧以及下柱塞组合密封，所述下端盖设置在阀体的下端，下气缸活塞杆的一头与下气缸活塞通过锁紧并帽相连，另一头与下柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出，下气缸本体安装在下端盖上。

作为本发明的一种改进，所述阀体为一筒状结构，一侧设置有进水孔，另一侧有出水通孔，阀体内部共有两对密封凹槽，用于安装上柱塞和下柱塞组合密封，出水通孔位于上面一对组合密封的中间，出水通孔下端设计有一凹槽，凹槽的内圈带有螺纹，凹槽的轴向方向与阀体内腔相通。正好处于下面一对密封凹槽的中间；凹槽径向方向有一柱孔与出水通孔想连，柱孔的截面积满足预冲水最低流量要求，两个端盖分别安装在阀体的上下两端，两者之间安装有密封，防止介质泄漏。

作为本发明的一种改进，所述上柱塞设置为圆柱形筒状结构，其内孔的一边设置有隔板，隔板的中心设置有通孔，通孔周围设计有若干个小圆孔。柱塞本体上部设计有若干个腰形孔，腰形孔的数量和大小满足除鳞喷射阀通过最低流量的需求。

作为本发明的一种改进，所述轴套为倒十字轴孔状，轴孔分别套在上下气缸活塞杆的轴头上，轴套两头设计有倒角便于活塞杆轴头的安装，轴套两头近倒角处各有两道密封槽并安装有高压密封，防止高压水进入到轴套。为了减少压力水从出水孔输出时的压力和流量损失，轴套的小平台尽量靠近下柱塞；上下两种长度的弹簧安装在轴套的两侧，其作用是不管上下气缸如何动作可使轴套保持中间位置基本不变。

作为本发明的一种改进，所述减压阀通过螺纹安装在阀体出水通孔下端的凹槽里。主要作用是将高压水减压成低压水并通过柱孔和出水通孔输出，达到预冲水的目的。

上述方案中，上柱塞的驱动部分为一气缸，安装在阀体上端面，主要有活塞杆、锁紧并帽、活塞、气缸本体等构成，其主要作用是为上柱塞提供位移驱动力。上气缸活塞杆的中心有一通孔，使上下两端面想通；两头各有一段螺纹和轴头，一头与气缸活塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出气缸外部；另一头与上柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出。下柱塞与上柱塞结构类似，长度较短，其内孔的一边设计一隔板，隔板的中心为一通孔，通孔周围设计有若干个小圆孔。柱塞本体上部设计有若干个腰形孔，腰形孔的数量和大小满足预冲水通过最低流量的需求。下柱塞的驱动部分为一气缸，安装在阀体下端面，主要有活塞杆、锁紧并帽、活塞、气缸本体等构成，其主要作用是为下柱塞提供位移驱动力。下气缸活塞杆一头与气缸活塞通过锁紧并帽相连，另一头与下柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出。空气过滤器安装在上气缸活塞杆的顶端，可以保证上下气缸动作时轴套与上下气缸活塞杆之间的容积变化。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案整体结构设计紧凑、巧妙，采用了滑阀结构，不管打开或关闭，高速流动的压力水均不与密封接触，可以大幅度延长密封和阀芯的使用寿命；2）内平衡结构，轴套的设计可以使气缸活塞杆端面不受压力水的作用，柱塞隔板上的小圆孔，使高压水作用在柱塞的两个端面，由于柱塞两侧作用面积相等，所以产生的力也相等，只要给予柱塞轻微的力克服密封摩擦力就可以使其位移。内平衡结构可以防止气缸突然断气而引起的阀门误动作；3）该技术方案大幅度降低了设备成本，原有与主管路相并联的预冲水单元（包括所有的阀门）全部省去，同时也大幅度提高了除鳞系统的稳定性；4）该技术方案巧妙利用除鳞系统的关键部件“喷射阀”来产出并控制预冲水，达到预冲水效果；5）该技术方案成本较低，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，图示位置为上下阀芯均处于打开状态示意图；

图2为本发明全关状态结构示意图；

图3为本发明上关下开状态结构示意图；

图4为本发明上开下关状态结构示意图；

图中： 1-空气过滤器、2-上气缸活塞杆、3-上气缸活塞、4-上气缸本体、5-上端盖、6-阀体、7-上柱塞、8-锁紧并帽、9-上弹簧、10-上柱塞组合密封、11-轴套、12-下弹簧、13-下柱塞组合密封、14-减压阀、15-下柱塞、16-下端盖、17-下气缸活塞杆、18-下气缸活塞、19-下气缸本体。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种高压除鳞喷射阀，所述喷射阀包括上气缸组件、下气缸组件、上柱塞组件、下柱塞组件、空气过滤器、阀体以及轴套，所述阀体的上下两侧分别设置有上柱塞组件和下柱塞组件，所述上气缸组件和下气缸组件对称的设置在阀体的上下两端，所述空气过滤器设置在设置在上气缸组件的上方，所述上气缸组件包括上气缸活塞3、上气缸本体4以及上气缸活塞杆2，所述上气缸活塞设置在上气缸本体上，所述上气缸活塞杆穿过上气缸活塞3和上气缸本体4；所述下气缸组件包括下气缸活塞18、下气缸本体19以及下气缸活塞杆17，所述下气缸活塞设置在下气缸本体上，所述下气缸活塞杆穿过下气缸活塞3和下气缸本体，空气过滤器设置在上气缸活塞杆2的上方，所述上柱塞组件包括上端盖5、上柱塞7、上弹簧9以及上柱塞组合密封10，所述上端盖5设置在阀体6上，所述上柱塞与阀体内孔之间有上柱塞组合密封10，上气缸活塞杆2的一头与上气缸活塞3通过锁紧并帽相连，上气缸本体4安装在上端盖5上，另一头与上柱塞7通过锁紧并帽相连，轴头伸出；所述下柱塞组件包括下端盖16、下柱塞15、下弹簧12以及下柱塞组合密封13，所述下端盖设置在阀体的下端，下气缸活塞杆17的一头与下气缸活塞18通过锁紧并帽相连，另一头与下柱塞15通过锁紧并帽相连，轴头伸出，下气缸本体19安装在下端盖16上，所述阀体6为一筒状结构，一侧设置有进水孔，另一侧有出水通孔，阀体内部共有两对密封凹槽，用于安装上柱塞和下柱塞组合密封，出水通孔位于上面一对组合密封的中间，出水通孔下端设计有一凹槽，凹槽的内圈带有螺纹，凹槽的轴向方向与阀体内腔相通。正好处于下面一对密封凹槽的中间；凹槽径向方向有一柱孔与出水通孔想连，柱孔的截面积满足预冲水最低流量要求，两个端盖分别安装在阀体的上下两端，两者之间安装有密封，防止介质泄漏，所述上柱塞设置为圆柱形筒状结构，其内孔的一边设置有隔板，隔板的中心设置有通孔，通孔周围设计有若干个小圆孔。柱塞本体上部设计有若干个腰形孔，腰形孔的数量和大小满足除鳞喷射阀通过最低流量的需求，所述轴套11为倒十字轴孔状，轴孔分别套在上下气缸活塞杆的轴头上，轴套两头设计有倒角便于活塞杆轴头的安装，轴套两头近倒角处各有两道密封槽并安装有高压密封，防止高压水进入到轴套。为了减少压力水从出水孔输出时的压力和流量损失，轴套的小平台尽量靠近下柱塞；上下两种长度的弹簧安装在轴套的两侧，其作用是不管上下气缸如何动作可使轴套保持中间位置基本不变，所述减压阀14通过螺纹安装在阀体出水通孔下端的凹槽里。主要作用是将高压水减压成低压水并通过柱孔和出水通孔输出，达到预冲水的目的。该方案中，上柱塞的驱动部分为一气缸，安装在阀体上端面，主要有活塞杆、锁紧并帽、活塞、气缸本体等构成，其主要作用是为上柱塞提供位移驱动力。上气缸活塞杆的中心有一通孔，使上下两端面想通；两头各有一段螺纹和轴头，一头与气缸活塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出气缸外部；另一头与上柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出。下柱塞与上柱塞结构类似，长度较短，其内孔的一边设计一隔板，隔板的中心为一通孔，通孔周围设计有若干个小圆孔。柱塞本体上部设计有若干个腰形孔，腰形孔的数量和大小满足预冲水通过最低流量的需求。下柱塞的驱动部分为一气缸，安装在阀体下端面，主要有活塞杆、锁紧并帽、活塞、气缸本体等构成，其主要作用是为下柱塞提供位移驱动力。下气缸活塞杆一头与气缸活塞通过锁紧并帽相连，另一头与下柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出。空气过滤器安装在上气缸活塞杆的顶端，可以保证上下气缸动作时轴套与上下气缸活塞杆之间的容积变化。

工作原理：参见图1-图4，除鳞阀初始为完全关闭状态，即上气缸活塞3和上柱塞7在抬起位置。下气缸活塞18和下柱塞15也在抬起位置,如图2所示。此时高压水从阀体6的入口输入，并充满上柱塞7和下柱塞15里外，由于上下组合密封10和17的作用，阀的出口没有水输出，阀处于关闭状态。

根据现场实际需求，主要分以下几个主要步骤：

1)在开启除鳞主阀前，提前将下柱塞15落下（下气缸向下动作），此时下柱塞15上的腰形孔位于两道下组合密封17之间，高压水从腰形孔排出并经过减压阀14的作用变为低压水从阀体6的出水口输出，通过主管路直至喷嘴流出。下气缸提前的时间量由主阀后的主管至喷嘴之间的容积和减压阀输出的流量决定，即上气缸动作前保证主阀后的主管里充满低压水，图3所示；

2)上气缸下落，打开除鳞主阀。此时上柱塞7上的腰形孔位于两道上组合密封10之间，高压水由腰形孔输出并从阀体6的出水口排出，主阀完全开启，图1所示；

3)主阀打开后，可以将下气缸抬起，下阀关闭，图4所示；

4)检修时上下气缸分别抬起，阀处于完全关闭状态，图2所示。

上述的动作使轴套11与上下气缸活塞杆之间的容积产生变化，空气过滤器1相对应的进行排气和吸气。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.一种高压除鳞喷射阀，其特征在于，所述喷射阀包括上气缸组件、下气缸组件、上柱塞组件、下柱塞组件、空气过滤器、阀体以及轴套，所述阀体的上下两侧分别设置有上柱塞组件和下柱塞组件，所述上气缸组件和下气缸组件对称的设置在阀体的上下两端，所述空气过滤器设置在设置在上气缸组件的上方，所述上气缸组件包括上气缸活塞、上气缸本体以及上气缸活塞杆，所述上气缸活塞设置在上气缸本体上，所述上气缸活塞杆穿过上气缸活塞和上气缸本体；所述下气缸组件包括下气缸活塞、下气缸本体以及下气缸活塞杆，所述下气缸活塞设置在下气缸本体上，所述下气缸活塞杆穿过下气缸活塞和下气缸本体，空气过滤器设置在上气缸活塞杆的上方。

2.根据权利要求1所述的高压除鳞喷射阀，其特征在于，所述上柱塞组件包括上端盖、上柱塞、上弹簧以及上柱塞组合密封，所述上端盖设置在阀体上，所述上柱塞与阀体内孔之间有上柱塞组合密封，上气缸活塞杆的一头与上气缸活塞通过锁紧并帽相连，上气缸本体安装在上端盖上，另一头与上柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出；所述下柱塞组件包括下端盖、下柱塞、下弹簧以及下柱塞组合密封，所述下端盖设置在阀体的下端，下气缸活塞杆的一头与下气缸活塞通过锁紧并帽相连，另一头与下柱塞通过锁紧并帽相连，轴头伸出，下气缸本体安装在下端盖上。

3.根据权利要求2所述的高压除鳞喷射阀，其特征在于，所述阀体为筒状结构，一侧设置有进水孔，另一侧有出水通孔，阀体内部共有两对密封凹槽，用于安装上柱塞和下柱塞组合密封，出水通孔位于上面一对组合密封的中间，出水通孔下端设计有一凹槽，凹槽的内圈带有螺纹，凹槽的轴向方向与阀体内腔相通。

4.根据权利要求3所述的高压除鳞喷射阀，其特征在于，所述上柱塞设置为圆柱形筒状结构，其内孔的一边设置有隔板，隔板的中心设置有通孔，通孔周围设计有若干个小圆孔。

5.根据权利要求4所述的高压除鳞喷射阀，其特征在于，所述轴套为倒十字轴孔状，轴孔分别套在上下气缸活塞杆的轴头上，轴套两头设计有倒角便于活塞杆轴头的安装，轴套两头近倒角处各有两道密封槽并安装有高压密封，防止高压水进入到轴套。

6.根据权利要求5所述的高压除鳞喷射阀，其特征在于，减压阀通过螺纹安装在阀体出水通孔下端的凹槽里。

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