CN111153123B - 一种密封型可调式凹槽回转给料阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：包括阀壳，在所述阀壳上形成与其内腔连通的进料口和出料口；阀芯，转动设置在所述阀壳内，在所述阀芯的外部且沿所述阀芯圆周方向均匀布设若干个凹槽；填充块，在每一所述凹槽内可拆卸地设置一所述填充块，用于改变所述阀芯外部的若干个凹槽构成的有效输送容积。本发明使得回转给料阀的给料量不仅可通过回转阀的转速调节，亦可通过改变阀芯的外部的若干个凹槽构成的有效输送容积进行调节，大幅提高回转给料阀的给料量调节范围，回转给料阀既能够在给料量变化范围大的场合中应用，又能够在较低给料量时稳定工作。

Description

一种密封型可调式凹槽回转给料阀

技术领域

本发明涉及一种密封型可调式凹槽回转给料阀，属于粉体输送领域，尤其属于粉体定量输送领域。

背景技术

回转给料阀是一种常见的粉体输送设备，在能源、化工、建材等行业具有广泛应用。在长期的实际运行中，传统回转给料阀暴露出4个显著的问题：

(1)给料量调节范围窄。回转给料阀的给料量是由给料阀凹槽总容积和回转阀转速决定。传统回转给料阀的凹槽总容积一定，给料量仅由转速决定。而控制给料阀转速的变频器在低频区域运行时，启动困难或电机抖动，导致传统回转给料阀无法实现较低给料量时的稳定工作。这一问题限制了回转给料阀在给料量变化范围大的场合的应用。

(2)存在槽内粉体下落不净的可能。第一，同一种粉体由于粒径和含水量等因素影响，其流动性和黏性差异很大。而回转阀凹槽的尺寸和形状对于槽内粉体下落有显著影响。在凹槽尺寸和形状给定的条件下，当粉体流动性好、黏性小时，可以顺利下料。当粉体流动性差、黏性大时可能出现槽内积料、下落不净的情况。第二，传统回转式给料阀出口截面为圆形，直径与阀芯凹槽长度相当或稍短，造成卸料时，阀芯凹槽边缘区域粉体下落时受到给料阀出口结构的束缚，导致中间区有效落粉时间远大于凹槽两侧区域。在给料阀高速转动时，槽两侧的粉体将出现下落时间不够，不能完全倒出的情况。这种情况导致供料不均匀且实际给料量小于理论值。

(3)阀芯与外壳间磨损严重。回转阀长期运行过程中，将出现磨损，导致阀芯与外壳间隙过大，不能有效密封气体，这将引起漏粉、返气等问题，导致实际给料量与理论值相差过大。

(4)对杂物的承受性差。工业生产中，粉体内常会掺有杂物，一旦进入给料阀，将会严重影响给料阀的正常工作，甚至出现卡死。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种密封型可调式凹槽回转给料阀，克服传统回转给料阀给料量调节范围窄、落粉不净、阀芯与阀壳间磨损严重导致漏粉及返气、杂物容易导致卡死等问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种密封型可调式凹槽回转给料阀，包括：

阀壳，在所述阀壳上形成与其内腔连通的进料口和出料口；

阀芯，转动设置在所述阀壳内，在所述阀芯的外部且沿所述阀芯圆周方向均匀布设若干个凹槽；

填充块，在每一所述凹槽内可拆卸地设置一所述填充块，用于改变所述阀芯外部的若干个凹槽构成的有效输送容积。

进一步地，所述填充块采用弧形填充块，所述弧形填充块的外轮廓与所述凹槽的内轮廓相吻合；所述弧形填充块的顶面为下凹的弧形面。

进一步地，所述填充块采用平面填充块，所述弧形填充块的外轮廓与所述凹槽的内轮廓相吻合，所述平面填充块的顶面为平面。

进一步地，所述填充块采用倾斜式填充块，所述倾斜式填充块的顶部开设斜槽，在所述倾斜式填充块安装于所述凹槽内时，所述倾斜式填充块上的所述斜槽相对于所述阀芯的轴线倾斜。

进一步地，所述填充块相对于所述阀芯径向位置可调地设置在所述凹槽内。

进一步地，所述阀壳包括圆柱壳体以及可拆卸地安装在所述圆柱壳体两侧的端盖，所述圆柱壳体的上下部分别设置有进料口和出料口，所述阀芯沿圆柱壳体的轴线转动设置在所述阀壳内，每一所述端盖的内侧壁上形成有迷宫式密封结构；在所述端盖上开设与迷宫格密封结构连通的通气口。

进一步地，所述迷宫式密封结构为形成于所述端盖的内侧壁上的迷宫格结构。

进一步地，所述迷宫式密封结构为形成于所述端盖的内侧壁上的V型迷宫格结构；所述迷宫格的横截面的形状为等腰梯形或等腰三角形，等腰梯形或等腰三角形的底角角度范围为30°～80°；迷宫格高度范围为0～20mm。

进一步地，所述进料口和出料口的横截面均为矩形，所述进料口和出料口的宽度均大于等于所述凹槽的长度；

或者所述进料口和出料口的横截面均为圆形，所述进料口的直径和所述出料口的直径均在所述凹槽的长度的1.5倍以上；

或者，所述进料口的横截面为矩形，所述出料口的横截面为圆形，所述进料口的宽度大于等于所述凹槽的长度，所述出料口的直径在所述凹槽的长度的1.5倍以上；

或者，所述进料口的横截面为圆形，所述出料口的横截面为矩形，所述进料口的直径在所述凹槽的长度的1.5倍以上，所述出料口的宽度大于等于所述凹槽的长度。

进一步地，在所述进料口的内部设置切刀，所述切刀的刀口呈倾斜设置，所述切刀的刀口朝向与所述阀芯的转动方向相反，所述切刀与所述凹槽21的顶端间隙在0.5mm以内；

在所述出料口的内部设置挡板，所述挡板由阀壳的弧形边沿向所述出料口的内部延伸形成，所述挡板的外边缘呈倾斜设置，所述挡板的外边缘的朝向与所述阀芯的转动方向一致，所述挡板与所述凹槽的顶端间隙在0.5mm以内。

本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：1、本发明在阀芯的若干个凹槽内均可拆卸地设置填充块，使得回转给料阀的给料量不仅可通过回转阀的转速调节，亦可通过改变阀芯的外部的若干个凹槽构成的有效输送容积进行调节，大幅提高回转给料阀的给料量调节范围，回转给料阀既能够在给料量变化范围大的场合中应用，又能够在较低给料量时稳定工作。2、本发明填充块可采用弧形填充、平面填充块或倾斜式填充块，能够方便地调节凹槽的形状、尺寸、开口方向等，增强回转给料阀对不同流动性、粘性粉体的适应性，强化回转给料阀的粉体输送均匀性，减小凹槽内存在粉体下落不净的可能。3、本发明的填充块相对于阀芯径向可调地设置在凹槽内，以弥补回转给料阀长期运行时阀芯与阀壳之间磨损产生的缝隙，提高回转给料阀的气体有效密封性，减少、甚至避免漏粉、返气等问题的发生，使得回转给料阀的实际给料量趋于理论值。4、本发明在阀壳的端盖的内侧壁上形成迷宫式密封结构，在端盖上开设与迷宫式密封结构连通的通气口，提高回转给料阀的气体密封性。5、本发明在进料口设置切刀，起到切割杂物，防止阀芯卡死的作用，在出料口设置挡板，提高回转给料阀的出料均匀性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明弧形填充块的结构示意图；

图3是本发明平面填充块的结构示意图；

图4是本发明倾斜式填充块的结构示意图；

图5是本发明的进料口处的局部结构示意图；

图6是本发明的出料口处的局部结构示意图；

图7是本发明端盖上的迷宫式密封结构的示意图；

图8是本发明端盖上的迷宫式密封结构的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其包括：

阀壳1，在阀壳1上形成与其内腔连通的进料口11和出料口12；

阀芯2，转动设置在阀壳1内，在阀芯2的外部且沿其圆周方向均匀布设若干个凹槽21，

填充块3，在每一凹槽21内可拆卸地设置一填充块3，用于改变阀芯2外部的若干个凹槽21构成的有效输送容积。

使用时，通过更换不同容积的填充块3，以改变阀芯2的外部的若干个凹槽21构成的有效输送容积，使得回转给料阀的给料量不仅可通过回转阀的转速调节，亦可通过改变阀芯2的外部的若干个凹槽21构成的有效输送容积进行调节，大幅提高回转给料阀的给料量调节范围，这样，回转给料阀既能够在给料量变化范围大的场合中应用，又能够在较低给料量时稳定工作。

在一个优选实施例中，如图2～4所示，阀芯2的若干个凹槽21内安装的填充块3采用弧形填充块31、平面填充块32和倾斜式填充块33中的任意一种，从而能够方便地调节凹槽21的形状、尺寸、开口方向等，增强回转给料阀对不同流动性、粘性粉体的适应性，强化回转给料阀的粉体输送均匀性，减小凹槽21内存在粉体下落不净的可能。

在一个优选实施例中，如图2所示，填充块3可采用弧形填充块31，弧形填充块31的外轮廓与凹槽21的内轮廓相吻合，以使弧形填充块31稳定安装在凹槽21内，弧形填充块31和凹槽21之间仅存在极小缝隙，避免过多的物料进入弧形填充块31和凹槽21之间的缝隙；弧形填充块31的顶面为下凹的弧形面，使得弧形填充块31的顶面四边沿与凹槽21的内周壁之间应力分布均匀，避免粉体在弧形填充块31的顶面四边沿和凹槽21的内周壁之间被压实，能够适用于粉体黏性较大的情况。

在一个优选实施例中，如图3所示，填充块3可采用平面填充块32，弧形填充块31的外轮廓与凹槽21的内轮廓相吻合，以使弧形填充块31稳定安装在凹槽21内，弧形填充块31和凹槽21之间仅存在极小缝隙，避免过多的物料进入弧形填充块31和凹槽21之间的缝隙；平面填充块32的顶面为平面，使得填充块3易于加工，能够适用于粉体黏性较小的情况。

在一个优选实施例中，如图4所示，填充块3可采用倾斜式填充块33，倾斜式填充块33的顶部开设斜槽331，在倾斜式填充块33安装于凹槽21内时，倾斜式填充块33上的斜槽331相对于阀芯2的轴线倾斜，粉体物料从进料口11落入倾斜式填充块33上的斜槽331内，阀芯2在阀壳1内不断转动，斜槽331以一定的角度掠过出料口12，一个凹槽21内的斜槽331内的物料未完全排出之前，下一个凹槽21内的斜槽331内的物料已经开始通过出料口向外排出，实现渐进式给料，利于粉体均匀输送；

在一个优选实施例中，填充块3相对于阀芯2径向位置可调地设置在凹槽21内。使用时，根据阀芯2与阀壳1之间的磨损情况，在凹槽21内沿阀芯2的径向方向调节填充块3的安装位置，以弥补回转给料阀长期运行时阀芯2与阀壳1之间磨损产生的缝隙，提高回转给料阀的气体有效密封性，减少、甚至避免漏粉、返气等问题的发生，使得回转给料阀的实际给料量趋于理论值。

在一个优选实施例中，如图1、图7所示，阀壳1包括圆柱壳体100以及可拆卸地安装在圆柱壳体100两侧的端盖101，圆柱壳体100的上下部分别设置有进料口11和出料口12，阀芯2沿圆柱壳体100的轴线转动设置在阀壳1内，每一端盖101的内侧壁上形成有迷宫式密封结构；在给料阀运行过程中，当回转给料阀的进料口及附近区域与出料口及附近区域存在压差时，会始终有少量气流从高压侧进入阀壳1的两端盖101上的迷宫式密封结构内，形成气封；即使不存在压差或气流量较小的情况下，无法形成有效气封时，有物料从阀芯2的凹槽内漏出，并入两侧的迷宫式密封结构，当物料将迷宫式密封结构填满时，也可以形成料封，从而显著减缓粉体从阀壳1的两侧的泄漏量，以提高回转给料阀的气体密封性。此外，当安装在阀芯2的凹槽21内的填充块3为倾斜式填充块33时，倾斜式填充块33上的斜槽331相对于阀壳1的圆柱壳体100的轴线倾斜，这样，当斜槽331随阀芯2不断转动时，落入斜槽331内的杂物很难进入阀芯2和阀壳1的圆柱壳体100之间的间隙，杂物在斜槽331内不断运动被进一步粉碎后排出，极大降低杂物导致阀芯2和阀壳1卡死的概率，装有倾斜式填充块33的回转给料阀适用于粉体内部杂质较多或容易结块的情况。

在一个优选实施例中，迷宫式密封结构为形成于端盖101的内侧壁上的迷宫格结构，

在一个优选实施例中，如图8所示，迷宫式密封结构为形成于端盖101的内侧壁上的V型迷宫格结构。

在一个优选实施例中，迷宫格的横截面的形状可为但不限于等腰梯形或等腰三角形，等腰梯形或等腰三角形的底角角度范围为30°～80°，底角在40°～60°范围内，迷宫格结构的密封效果最佳；迷宫格高度(深度)范围为0～20mm，高度(深度)在5～10mm范围内时，密封效果最佳。

在一个优选实施例中，迷宫格结构包括水平设置在端盖101的内侧壁上20～50排迷宫格；迷宫格的排数在30～40之间时，迷宫格结构的密封效果最佳。

在一个优选实施例中，端盖101通过螺纹连接、螺栓连接或法兰连接方式固定设置在圆柱壳体100上，优选螺栓连接或法兰连接；端盖101的内侧壁上的迷宫式密封结构与阀芯2的端面之间的距离应小于3mm。

在一个优选实施例中，在端盖101上开设与迷宫格密封结构连通的通气口(图中未示出)，这样，当回转给料阀的进料口及附近区域与出料口及附近区域存在压差产生的进气量，不足以在两侧的迷宫格密封结构内形成有效气封时，可向迷宫格密封结构内注入密封气，继而形成双保险，保证回转给料阀的两侧的密封性。

在一个优选实施例中，如图5、图6所示，进料口11和出料口12的横截面分别为矩形和/或圆形；即

进料口11和出料口12的横截面均为矩形，进料口11和出料口12的宽度均大于等于凹槽21的长度；

或者，进料口11和出料口12的横截面为圆形，进料口11的直径和出料口12的直径均在凹槽21的长度的1.5倍以上；

或者，进料口11的横截面为矩形，出料口的横截面为圆形，进料口11宽度大于等于凹槽21的长度，出料口12的直径在凹槽21的长度的1.5倍以上；

或者，进料口11的横截面为圆形，出料口的横截面为矩形，进料口11的直径在凹槽21的长度的1.5倍以上，出料口12的宽度大于等于凹槽21的长度；

这样，能够避免阀芯2的凹槽21的边缘区域粉体下落时受到给料阀出口结构的束缚，保证阀芯2的凹槽21的中间区有效落粉时间与凹槽21的两侧区域的有效落粉时间基本一致，凹槽21的两侧区域的粉体即使在回转给料阀高速转动时，也能够及时从出料口12倒出，提高回转给料阀的供料均匀性，使得回转给料阀的实际给料量趋于理论值。

在一个优选实施例中，如图5所示，在进料口11的内部设置切刀5，切刀5的刀口呈倾斜设置，切刀5的刀口朝向与阀芯2的转动方向相反，切刀5与回转给料阀的凹槽21的顶端间隙≤0.5mm，在回转给料阀的阀芯2转动时，起到切割杂物，防止阀芯2卡死的作用。

在一个优选实施例中，如图4所示，在出料口12的内部设置挡板6，该挡板6由阀壳1的弧形边沿向出料口12的内部延伸形成，挡板6的外边缘呈倾斜设置，挡板6的外边缘的朝向与阀芯2的转动方向一致，挡板6与凹槽21的顶端间隙≤0.5mm。使用时，挡板6的外边缘呈倾斜设置，使得经过出料口12处的凹槽21内的粉体物料呈渐进式出料，提高回转给料阀的出料均匀性。

本发明的工作原理如下：

使用前，根据粉体种类、粉体流动性、粉体粘性，选择尺寸、形状适合的填充块3。根据阀芯2与阀壳1之间的磨损情况，在凹槽21内沿阀芯2的径向方向调节填充块3的安装位置，改变填充块3与阀芯2的相对径向位置，以弥补阀芯2和阀壳1之间因磨损产生的间隙。

使用中，粉体自进料口11落入带有填充块2的凹槽21中。当存在杂物时，杂物随阀芯2的转动与切刀5的刀口碰撞，从而被切碎，防止卡死阀芯2。通过阀芯2带动凹槽21旋转，粉体下落。粉体经过出料口12及挡板6，流出回转给料阀。

在回转给料阀运行过程中，当回转给料阀的进料口及附近区域与出料口及附近区域存在压差时，会始终有少量气流从高压侧进入阀壳1的两端盖101上的迷宫式密封结构内，形成气封；即使不存在压差或气流量较小的情况下，无法形成有效气封时，有物料从阀芯2的凹槽内漏出，并入两侧的迷宫式密封结构，当物料将迷宫式密封结构填满时，也可以形成料封，从而显著减缓粉体从阀壳1的两侧的泄漏量，以提高回转给料阀的气体密封性。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：包括

阀壳(1)，在所述阀壳(1)上形成与其内腔连通的进料口(11)和出料口(12)；

阀芯(2)，转动设置在所述阀壳(1)内，在所述阀芯(2)的外部且沿所述阀芯(2)圆周方向均匀布设若干个凹槽(21)；

填充块(3)，在每一所述凹槽(21)内可拆卸地设置一所述填充块(3)，用于改变所述阀芯(2)外部的若干个凹槽(21)构成的有效输送容积；

所述填充块(3)采用弧形填充块(31)，所述弧形填充块(31)的外轮廓与所述凹槽(21)的内轮廓相吻合；所述弧形填充块(31)的顶面为下凹的弧形面；

在所述进料口(11)的内部设置切刀(5)，所述切刀(5)的刀口呈倾斜设置，所述切刀(5)的刀口朝向与所述阀芯(2)的转动方向相反；

所述填充块(3)采用平面填充块(32)，所述平面填充块(32)的外轮廓与所述凹槽(21)的内轮廓相吻合，所述平面填充块(32)的顶面为平面。

2.如权利要求1所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述填充块(3)采用倾斜式填充块(33)，所述倾斜式填充块(33)的顶部开设斜槽(331)，在所述倾斜式填充块(33)安装于所述凹槽(21)内时，所述倾斜式填充块(33)上的所述斜槽(331)相对于所述阀芯(2)的轴线倾斜。

3.如权利要求1至2任一项所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述填充块(3)相对于所述阀芯(2)径向位置可调地设置在所述凹槽(21)内。

4.如权利要求1所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述阀壳(1)包括圆柱壳体(100)以及可拆卸地安装在所述圆柱壳体(100)两侧的端盖(101)，所述圆柱壳体(100)的上下部分别设置有进料口(11)和出料口(12)，所述阀芯(2)沿所述圆柱壳体(100)的轴线转动设置在所述阀壳(1)内，每一所述端盖(101)的内侧壁上形成有迷宫式密封结构；在所述端盖(101)上开设与迷宫格密封结构连通的通气口。

5.如权利要求4所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述迷宫式密封结构为形成于所述端盖(101)的内侧壁上的迷宫格结构。

6.如权利要求4所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述迷宫式密封结构为形成于所述端盖(101)的内侧壁上的V型迷宫格结构；所述迷宫格的横截面的形状为等腰梯形或等腰三角形，等腰梯形或等腰三角形的底角角度范围为30°～80°；迷宫格高度范围为0～20mm。

7.如权利要求1所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述进料口(11)和出料口(12)的横截面均为矩形，所述进料口(11)和出料口(12)的宽度均大于等于所述凹槽(21)的长度；

或者所述进料口(11)和出料口(12)的横截面均为圆形，所述进料口(11)的直径和所述出料口(12)的直径均在所述凹槽(21)的长度的1.5倍以上；

或者，所述进料口(11)的横截面为矩形，所述出料口(12)的横截面为圆形，所述进料口(11)的宽度大于等于所述凹槽(21)的长度，所述出料口(12)的直径在所述凹槽(21)的长度的1.5倍以上；

或者，所述进料口(11)的横截面为圆形，所述出料口(12)的横截面为矩形，所述进料口(11)的直径在所述凹槽(21)的长度的1.5倍以上，所述出料口(12)的宽度大于等于所述凹槽(21)的长度。

8.如权利要求1所述的一种密封型可调式凹槽回转给料阀，其特征在于：

所述切刀(5)与所述凹槽21的顶端间隙在0.5mm以内；

在所述出料口(12)的内部设置挡板(6)，所述挡板(6)由阀壳(1)的弧形边沿向所述出料口(12)的内部延伸形成，所述挡板(6)的外边缘呈倾斜设置，所述挡板(6)的外边缘的朝向与所述阀芯(2)的转动方向一致，所述挡板(6)与所述凹槽(21)的顶端间隙在0.5mm以内。

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