CN110094531A - 一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，涉及阀门技术领域，包括内阀体和阀板，内阀体包括进料管、带环形顶盖的碗型扩容腔、出料管；进料管插入碗型扩容腔内一定深度，插入深度大于物料颗粒的最大粒径，碗型扩容腔内壁与进料管外壁之间的距离大于物料颗粒的最大粒径，二者之间形成无物料堆积的自由空间；碗形扩容腔的侧壁上开有插孔，阀板从插孔伸入内阀体，阀板平面与碗形扩容腔的中心轴线垂直，阀板宽度略大于进料管直径，阀板沿碗型扩容腔的径向直线滑动实现阀门的开闭或不完全关闭。该高温灰渣阀可有效解决灰渣阀卡阻问题，能适用于宽筛分高温固体颗粒物料流的通断控制和流量控制，同时隔热性能好，使用时安全可靠。

Description

一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀。

背景技术

在冶金、电力、矿业、煤化工、化工等行业的生产中，会产生大量的高温灰渣，这些高温灰渣需要通过特定的管路输送和流通。高温灰渣阀即是设置于上述管路中，用于控制管内高温固体物料流的通断和流量的装置。

现有的高温灰渣阀仅适用于小颗粒或粉末状固体物料流的关断和流量调节，而对于宽筛分的物料，尤其是用于控制粒径分布在0~50mm甚至更大粒径的物料时，其内极易造成卡阻，影响阀门的正常使用。对于工业生产而言，一旦高温灰渣阀卡阻，会直接影响生产过程，带来较大的损失，譬如安装在CFB锅炉排渣管道上用于控制锅炉排渣的高温灰渣阀，当其内的流通空间被大颗粒灰渣阻挡或出现阀板卡滞时，会严重影响循环流化床锅炉及后续设备的安全稳定运行，甚至被迫造成停炉。因此，解决高温灰渣阀的卡阻问题在工业生产中具有重大意义。

另外，在实际生产中，上述高温物料流的温度能达到1000℃左右，当其通过灰渣阀内部时，灰渣阀的阀板、阀体等易热变形，其耐磨性低，极易损坏；且阀门外表温度高，阀体外露部分高温“发红”，对现场操作安全性和周边电器元件的可靠性也产生严重影响，而且恶化了周边环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，可有效解决灰渣阀卡阻问题，能适用于宽筛分高温固体颗粒物料流的通断控制和流量控制，同时隔热性能好，使用时安全可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，包括内阀体和阀板，所述内阀体包括进料管、出料管和带环形盖板的碗型扩容腔，以上三者可为整体式结构或分体式结构；

所述进料管的一端插入所述碗型扩容腔靠近其环形盖板的一端内，所述进料管插入所述碗型扩容腔内的深度大于物料颗粒的最大粒径，所述碗型扩容腔内壁与进料管的外壁之间的距离大于物料颗粒的最大粒径，所述碗型扩容腔内壁与进料管的外壁之间形成无物料堆积的挤排空间；所述碗型扩容腔的小直径端与所述出料管的一端连接；

所述碗型扩容腔的侧壁上沿其径向方向开设有插孔，所述阀板从所述插孔滑动伸入内阀体内部，阀板的顶面垂直于所述碗形扩容腔的中心轴线设置；所述阀板完全伸入内阀体时阀板前端与所述碗型扩容腔内壁的距离大于物料颗粒的最大粒径；为防止进料管阻碍阀板自由伸缩，插孔的开孔位置应确保所述阀板的顶面与所述进料管的端面之间形成间隙。

进一步的，所述碗型扩容腔的碗形壁面倾斜角度大于物料静休止角，避免物料在内阀体内形成堆积。

进一步的，所述阀板的宽度略大于所述进料管的直径且确保扩容腔内壁与阀板侧边的最大距离大于物料颗粒的最大粒径。阀板端部为半圆形、切角形等，该端部为下倒角结构，当阀板向前伸入阀体内部时，阻碍其运动的灰渣会被挤排到两侧或者上部的自由空间内，因而具有良好的防卡渣性能。

进一步的，所述内阀体还包括支撑件，所述支撑垫件选用向心肋板式结构或滚轮结构中的一种，所述支撑件用于在阀门关闭状态时对所述阀板进行支撑，可避免阀门关闭时悬臂状态的阀板下垂。

进一步的，内阀体和阀板之间设置有第一层密封结构，所述第层一密封结构选用高温陶瓷纤维盘根密封或耐高温的柔性金属材料密封，该柔性金属材料可选用铜或铝等软金属材料，可有效防止灰渣泄漏。

进一步的，还包括外壳体、绝热保温层和若干连接件，所述内阀体设置于所述外壳体内，所述连接件用于连接外壳体和内阀体，连接件与二者之间有隔热垫a，连接件与隔热垫a用螺栓或卡槽固定在外壳体2和内阀体1的侧壁面，利用隔热垫a自身热阻减少内阀体向外壳体的传热，同时还可吸收内阀体和外壳体之间的径向热膨胀差；所述内阀体与所述外壳体之间填充有所述绝热保温层，使得高温被隔绝在内阀体部位，而外壳体工作在低温状态。

进一步的，还包括密封箱，所述密封箱内形成有密闭空腔，所述密封箱的一端与所述外壳体的侧壁固定连接，所述阀板开启时可移动的设置于所述密闭空腔内，以保证阀板在该密闭空腔内自由伸缩，所述阀板远离所述内阀体的一端连接有阀杆，所述密封箱远离所述外壳体的一端与所述阀杆之间设置有第二密封结构，所述第二密封结构选用柔性材料密封，如石墨盘根密封等，通过设置两道密封结构，保证阀板的自由伸缩，且能确保灰渣阀无漏灰的问题。

进一步的，所述阀板与阀杆用销轴或其它结构连接，二者之间采用隔热垫结构，隔热垫选用耐高温柔性隔热材料制成。进一步的，所述绝热保温层选用耐受1100℃的轻质保温材料，如硅酸铝保温棉等制成。

进一步的，所述内阀体和阀板均采用能够耐受1100℃，并且不产生高温变形的含稀土的高耐热、耐磨铸钢材质整体铸造制成。

本发明的有益效果是：

1．本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀设置有挤排式防卡渣结构，其内阀体由进料管、出料管和带环形盖板的碗型扩容腔组成，出料管和碗型扩容腔之间形成有自由挤排空间，当阀板在内阀体内滑动实现阀门开闭时，阀板前端及周边的物料可被挤排至该自由挤排空间内，避免因高温物料颗粒的阻挡造成阀板的卡滞情况，从而解决了高温灰渣阀的卡阻问题。碗型扩容腔的碗形避免倾角大于物料静休止角，可有效避免物料在内阀体内形成堆积。

2. 本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀设置呈内外两层的阀体结构，其内阀体和外阀体之间设置有绝热保温层，当内阀体被高温物料加热后，绝热保温层可有效组个热量传递，降低阀门外表温度，保证现场操作安全性和周边电器元件的可靠性。同时，内阀体和外壳体由连接件连接，连接件与二者之间有隔热垫a，连接件与隔热垫a用螺栓或卡槽固定在外壳体2和内阀体1侧壁面，利用隔热垫a和连接件自身热阻减少内阀体向外壳体的传热，同时还可吸收内阀体和外壳体之间的径向热膨胀差，使得该灰渣阀工作时更为安全、稳定。

3. 本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀与上下游管段连接时，来自上下游管段的外部作用力均由外壳体承受，而内阀体因与上下游管段承插连接，其并不受外力影响。内阀体选用含稀土的高耐热、耐磨铸钢材质整体铸造制成，一方面，内阀体在材质本身特性下可保证其不变形；另一方面内阀体因不承受外力亦进一步确保其不变形，从而可有效保证了阀板在内阀体内的正常启闭功能和密封能力。

4. 本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀中，阀板的顶面与进料管的底端流有一定的间隙，保证阀板即使出现微小热变形也能自由滑动。内阀体内设置内阀体内设置支撑件，该支撑件选用向心肋板式结构或滚轮结构中的一种，其在不影响灰渣流动的情况下，可有效防止阀门关闭状态时阀板在自身重力和其上方物料的重力作用下下垂，保证了其运行的稳定性。

5. 本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀中，外壳体的侧壁设置密封箱，阀板一端连接有阀杆，阀板可在密封箱内部的密封空间里自由滑动；阀板与内阀体之间设置第一密封结构，密封箱和阀杆之间设置第二密封结构，通过设置两道密封结构，在保证阀板自由伸缩的同时，还能确保该灰渣阀无漏灰的问题。阀板与阀杆之间通过销轴或其他结构连接，在二者之间设置隔热垫，进一步隔绝热量的传递。

附图说明

图1为本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀的结构示意图；

图2为内阀体的结构示意图；

图3为半圆形结构阀板的俯视示意图；

图4为切角形结构阀板的俯视示意图；

图5为本发明一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀的安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，包括内阀体1、外阀体2、阀板4、密封箱6、阀杆7、调节阀杆91、手轮92和阀杆支架93。阀板4的一端可滑动的插入内阀体1内，其另一端通过阀杆7与调节阀杆91的一端连接，调节阀杆91的另一端上加工有螺纹，调节阀杆91设置于阀杆支架93内并被阀杆支架93限制其转动自由度，手轮92可转动的设置于阀杆支架93的一端，手轮92的中心与阀杆7通过螺纹连接。当转动手轮92，在螺纹副连接的作用下，调节阀杆5在阀杆支架93内作直线运动，从而带动阀板4在内阀体2内滑动，实现对物料流通状态的控制。

如图2所示，上述内阀体1设计为挤排式防卡渣结构，其包括进料管11、出料管13和带环形盖板的碗型扩容腔12，三者可设置成分体式结构，亦可设置成整体结构。该进料管11的一端插入碗型扩容腔12靠近其环形盖板的一端内，进料管11插入碗型扩容腔12内的深度大于物料颗粒的最大粒径，碗型扩容腔12内壁与进料管11的外壁之间的距离大于物料颗粒的最大粒径，碗型扩容腔12内壁与进料管11的外壁之间形成无物料堆积的挤排空间18；碗型扩容腔12的小直径端与出料管13的一端连接。碗型扩容腔12的侧壁上沿其径向方向开设有插孔，所述阀板4从该插孔滑动伸入内阀体1内部，阀板4的顶面垂直于碗形扩容腔12的中心轴线设置；阀板4完全伸入内阀体1时阀板4前端与碗型扩容腔12内壁的距离大于物料颗粒的最大粒径；为防止进料管11阻碍阀板4自由伸缩，该插孔的开孔位置应确保所述阀板4的顶面与进料管11的端面之间形成间隙。阀板4端部为图3所示的半圆形或图4所示的切角形等具备挤排功能的结构，该端部为下倒角结构，当阀板4向前伸入内阀体1内部时，阻碍其运动的灰渣会被挤排到两侧或者上部的自由空间18内，因而具有良好的防卡渣性能，避免因高温物料颗粒的阻挡造成阀板4的卡滞情况，从而解决了高温灰渣阀的卡阻问题。内阀体1和阀板4均采用能够耐受1100℃，并且不产生高温变形的含稀土的高耐热、耐磨铸钢材质整体铸造制成，以使其具备耐高温不易变形的特性。上述阀板4的顶面与进料管11的端面之间形成有一定的间隙，可有效保证阀板4即使出现微小热变形也能自由滑动，确保该灰渣阀的正常使用。

进一步的，上述碗型扩容腔12的碗形壁面倾斜角度大于物料静休止角，可有效避免物料在内阀体1内形成堆积。进一步的，内阀体1内还设置有支撑件16，支撑件16选用向心肋板式结构或滚轮结构中的一种，支撑件16用于在阀门关闭状态时对阀板4进行支撑。通过支撑件16的支撑，可有效防止阀门关闭状态时处于悬臂状态的阀板4在其自重和其上方的物料重力作用下出现下垂情况，提升该灰渣阀运行的稳定性，同时亦延长了阀板4的使用寿命。

如图1所示，内阀体1设置于外壳体2内，内阀体1与外壳体2之间填充有绝热保温层3。内阀体1和外阀体2之间设置有若干连接件，内阀体1的外壁和外壳体2的内壁通过连接件固定连接。该连接件用于使内阀体1和外阀体2连接，加强结构整体刚性。连接件与所述外壳体2和内阀体1之间均设有隔热垫a，该隔热垫a由耐高温柔性隔热材料制成，该连接件可通过隔热垫a和自身热阻减少了内阀体向外壳体的传热，并可吸收内阀体和外壳体之间的径向热膨胀差，使得该灰渣阀工作时更为安全、稳定。在实施时，连接件的数量小于或等于四个，以减小内阀体1和外阀体2之间的热量传递。该绝热保温层3选用选用耐受1100℃的轻质保温材料制成，具体实施时选用硅酸铝保温棉等，该材质导热率低，具有优良的热稳定性及化学稳定性、不含粘结剂、无腐蚀性等特点，根据其导热系数计算及现场试验，仅需要厚度达到8-10cm即可有效阻隔850~1000℃的高温，使得外壳体2外表面的温度＜60℃。通过该设置，可有效降低阀门外表温度，保证现场操作安全性和周边电器元件的可靠性。在使用时，内阀体1与高温物料接触，当高温物料的温度加热了整个内阀体1时，绝热保温层3阻隔住以热传导和辐射方式向外壳体2传递的热量，从而使外壳体2不会被加热，因此其在保证了流通高温物料启闭作用的同时，还实现了外壳体2不被加热、外壳体2工作在低温状态的功能，这使得该高温灰渣阀特别适用于高温（850~1000℃）情况下使用。

进一步的，上述密封箱6内形成有密闭空腔，密封箱6的一端与外壳体2的侧壁固定连接，阀板4开启时可移动到该密闭空腔内，阀板4远离内阀体1的一端连接有阀杆7。阀板4与阀杆7用销轴或其他结构连接，二者之间设置有隔热垫，该隔热垫选用耐高温柔性金属材料制成，减少阀板4将高温热量向阀杆7的传导。内阀体1和阀板4之间设置有第一层密封结构5，第一层密封结构5选用高温陶瓷纤维盘根密封或耐高温的柔性金属材料密封，如铜或铝等软金属材料进行密封，可有效防止灰渣泄漏。密封箱6远离外壳体2的一端与连接杆之间设置有第二层密封结构8，第二层密封结构8选用石墨盘根密封或其他柔性材料密封，可有效保证阀体的气密性。在该灰渣阀的开闭过程中，阀板4可在上述密闭空腔内自由滑动而不受影响，同时因设置上述两道密封结构，增强了该灰渣阀的密封性能，保证其无漏灰问题。

该高温灰渣阀在使用时如图5所示，其主要安装在上游管段和下游管段之间。本发明中，上游管段和下游管段均为内外套管结构，上游管段的外管和下游管段的外管分别与外壳体2的两端固定连接，上游管段的内管与进料管11的一端承插连接，下游管段的外管与出料管15的一端承插连接。在上述设置中，来自上下游管段的外部作用力均由外壳体2承受，而内阀体1内形成灰渣通道但其本身并不受外力影响，仅选用耐热耐磨材料制作，承受高温物料的冲刷即可。在具体实施时，内阀体1和阀板4均采用上述含稀土的高耐热、耐磨铸钢材质整体铸造制成，一方面，因在高温工况下该含稀土的高耐热、耐磨铸钢具有良好的耐腐蚀性，内阀体1和阀板4因材质本身可保证其不变形；另一方面由上述可知，内阀体1和阀板4因不承受外力亦进一步确保其不变形，从而可有效保证了阀板4在内阀体1内的正常启闭功能和密封能力。

具体实施时，上游管段包括上游内管51和上游外管52，上游内管51与上游外管52之间填充设有绝热保温材料；下游管段包括下游内管61和下游外管62，下游内管61与下游外管62之间填充设有绝热保温材料；使上下游管段均具备良好的隔热能力，保证现场操作环境的安全性和电器原件运行的可靠性。上游内管51的一端承插设置于进料管11远离阀板4的一端内，经上游管段流入的物料流可顺利进入进料管11内；下游内管61的一端承插套设于出料管13远离阀板4的一端外，经出料管13流出的物料可顺利流入下游管段中。在实施时，进料管11的上端和下游内管61的上端均设置为扩口式结构或单波纹连接结构等结构，分别与上游内管51和出料管13之间采用标准的不焊接承插式接口，在上述承插结构位置留有约为5-10mm间隙，该间隙满足热膨胀量，不会使得进料管11与上游内管51接触受力以及出料管13与下游内管51接触受力，以确保内阀体1整体结构不受外力，保证其不变形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，包括内阀体（1）和阀板（4），所述内阀体（1）包括进料管（11）、出料管（13）和带环形顶盖的碗型扩容腔（12）；

所述进料管（11）的一端插入所述碗型扩容腔（12）靠近其环形顶盖的一端内，所述进料管（11）插入所述碗型扩容腔（12）内的深度大于物料颗粒的最大粒径，所述碗型扩容腔（12）内壁与进料管（11）的外壁之间的距离大于物料颗粒的最大粒径，所述碗型扩容腔（12）内壁与进料管（11）的外壁之间形成无物料堆积的自由空间（18）；所述碗型扩容腔（12）的小直径端与所述出料管（13）的一端连接；

所述碗型扩容腔（12）的侧壁上沿其径向方向开设有插孔，所述阀板（4）从所述插孔滑动伸入内阀体（1）内部，阀板（4）的顶面垂直于所述碗形扩容腔（12）的中心轴线设置；所述阀板（4）完全伸入内阀体（1）时阀板（4）前端与所述碗型扩容腔（12）内壁的距离大于物料颗粒的最大粒径；所述阀板（4）的顶面与所述进料管（11）的端面之间形成有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，所述碗型扩容腔（12）的碗形壁面倾斜角度大于物料静休止角。

3.根据权利要求1或2所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，所述阀板（4）的宽度大于所述进料管（11）的直径且确保扩容腔（12）内壁与阀板（4）侧边的最大距离大于物料颗粒的最大粒径；所述阀板（4）的前端呈半圆形或切角形的下倒角结构。

4.根据权利要求1或2所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，所述内阀体（1）还包括支撑件（16），所述支撑件（16）选用向心肋板式结构或滚轮结构中的一种，所述支撑件（16）用于在阀门关闭状态时对所述阀板（4）进行支撑。

5.根据权利要求1或2所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于所述内阀体（1）和阀板（4）之间设置有第一层密封结构（5），所述第一层密封结构（5）选用耐高温非金属材料盘根密封或耐高温柔性金属材料密封。

6.根据权利要求1所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，还包括外壳体（2）、绝热保温层（3）和若干连接件，所述内阀体（1）设置于所述外壳体（2）内，所述连接件用于连接外壳体（2）和内阀体（1），所述连接件与所述外壳体（2）和内阀体（1）之间均设有隔热垫a，所述隔热垫a由耐高温柔性隔热材料制成；所述内阀体（1）与所述外壳体（2）之间填充有所述绝热保温层（3）。

7.根据权利要求5所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，还包括密封箱（6），所述密封箱（6）内形成有密闭空腔，所述密封箱（6）的一端与所述外壳体（2）的侧壁固定连接，所述阀板（4）退出时可移动到所述密闭空腔内，所述阀板（4）远离所述内阀体（1）的一端连接有阀杆（7），所述密封箱（6）远离所述外壳体（2）的一端与所述阀杆（7）之间设置有第二层密封结构（8），所述第二层密封结构（8）采用柔性材料密封。

8.根据权利要求7所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，所述阀板（4）与阀杆（7）用销轴连接，所述阀板（4）与阀杆（7）之间设置有隔热垫，所述隔热垫选用耐高温柔性隔热材料制成。

9.根据权利要求6所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，所述绝热保温层（3）选用耐受1100℃的轻质保温材料制成。

10.根据权利要求1所述的一种挤排防卡渣隔热式高温灰渣阀，其特征在于，所述内阀体（1）和阀板（4）均采用能够耐受1100℃，并且不产生高温变形的含稀土的高耐热、耐磨铸钢材质整体铸造制成。