CN111878600A - 一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，包括阀体、旋刀组件和驱动装置，阀体内可旋转的设置有旋刀组件，旋刀组件的一端与驱动装置连接，阀体的出料管内可滑动的穿设有升降筒，旋刀组件通过旋转改变升降筒的开口大小，旋刀组件的旋转中心与阀体的轴线共线，旋刀组件的外表面与阀体的内表面设有间隙。高温物料从出料管内的升降筒排出，通过驱动装置带动旋刀组件转动，从而改变旋刀组件的位置状态实现对升降筒的开口进行不同程度的遮挡，使升降筒的开口大小可调节，进而对物料的流量进行控制；升降筒的高度可调节，从而调整弧形旋刀与升降筒顶端灰渣密封间隙，在确保动作灵活的前提下获得最佳的灰渣关断性能。

Description

一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀

技术领域

本发明涉及高温物料排放技术领域，具体为一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀。

背景技术

宽筛分高温固体物料处于静止堆积或流态化状态的料仓底部侧壁（例如运行中的流化床锅炉炉膛，炉渣温度可达800～1000℃）位置向低位排放时，对物料流量进行开关控制或流量调节时必须用灰渣阀门来进行控制。目前市场常用的灰渣阀有高温刀型闸板阀、高温蓖式插杆阀等，此类阀门通常采用水平安装用于控制垂直向下流动地物料流，由于缺乏优良的防灰渣卡阻结构，这类阀门经常出现开关时被灰渣卡阻的现象。目前能够布置在灰渣流向须转角的角型调节灰渣阀常见形式是锥型阀（也称为锤形阀）其缺点是：阀门开关的动作速度慢、有效动作次数易受灰渣粒度影响、流量调节性能较差（非线性），运行成本高，也存在被大颗粒物料卡阻的可能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，具备优良的高温固体物料流的关断性能，同时能有效的防止物料大颗粒卡阻。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，包括阀体、旋刀组件和驱动装置，所述阀体内可旋转的设置有所述旋刀组件，所述旋刀组件的一端与所述驱动装置连接；

所述阀体的出料管内可滑动的穿设有升降筒，所述旋刀组件通过旋转改变所述升降筒的开口大小，所述旋刀组件的旋转中心与所述阀体的轴线共线，所述旋刀组件的外表面与所述阀体的内表面设有间隙。

进一步地，所述旋刀组件包括弧形旋刀和连接板，所述连接板垂直所述阀体的轴线设置，所述连接板的一端固定有所述弧形旋刀，所述弧形旋刀回转至最下方时，所述弧形旋刀的外弧面与所述升降筒的顶部适配。

进一步地，所述驱动装置包括电机和转动轴，所述转动轴可转动的穿设在所述阀体内，所述转动轴的一端与所述连接板的中心连接，另一端与所述电机的输出轴连接。

进一步地，所述阀体包括外阀体和内阀体，所述外阀体与内阀体构成双层阀体，所述旋刀组件设置在所述内阀体内，所述外阀体与所述内阀体之间填充有保温隔热材料。

进一步地，所述阀体的一侧开设有连通至所述内阀体的进料口，所述出料管设置在所述阀体的底部并与所述内阀体连通，所述出料管与所述升降筒之间设置有间隙，所述内阀体与所述外阀体之间安装有传动机构，所述传动机构用于驱动所述升降筒升降。

进一步地，所述出料管与所述升降筒之间设有耐高温柔性材料，所述出料管的顶部设置有密封挡条，所述密封挡条与所述升降筒的外壁接触。

进一步地，所述传动机构包括蜗杆、传动轴、齿圈和升降传动副，所述蜗杆可转动的穿设在所述外阀体内，所述外阀体的内壁固定有筋板，所述传动轴竖直可转动的穿设在所述筋板上，所述传动轴的一端固定有蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，另一端固定有齿轮，所述齿圈可转动的套设在所述内阀体的外壁上，所述齿轮与所述齿圈啮合；

所述升降传动副包括小齿轮、丝杆和螺母，所述内阀体上竖直开设有滑动槽，所述升降筒的外壁上固定有连杆，所述连杆穿过所述滑动槽与所述螺母固定连接，所述丝杆竖直可转动的穿设在筋板上，所述螺母与所述丝杆螺纹连接，所述丝杆的底部固定有所述小齿轮，所述小齿轮与所述齿圈啮合。

进一步地，所述升降传动副的数量为3～6个，多个所述升降传动副呈圆周均布。

进一步地，所述蜗杆的一端延伸至所述阀体外并固定有手轮。

进一步地，所述阀体上设置有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗用于可视调节所述升降筒的顶端与所述旋刀组件的密封间隙。

本发明的有益效果是：

1、通过弧形阀刀的旋转控制升降筒的开口大小，从而对物料的流量进行调节，具备优良的高温固体物料流的关断性能，阀芯采用旋刀式，使结构更加简单，旋刀式阀芯的体积及重量较小，运行成本低，安装维护方便。

2、弧形旋刀与内阀体设有间隙，具有防止物料大颗粒卡阻，升降管可上下伸缩可调，当有大渣块或者销钉等异物无法排出时，可以降下升降管，异物可以顺利从管内流出，以确保阀门不因异物损坏，既可以保证阀门关闭严密避免细灰渣泄露，又能避免物料卡阻在弧形旋刀与升降筒之间。

3、本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，尤其适用于温度高达800～1000℃的大颗粒高温固体物料的流量调节，具有非常接近线性比例的优秀调节性能，同时还具备优良的高温固体物料流的关断性能；

4、本发明的采用回转驱动装置，可以使弧形旋刀停留在任意位置，可方便控制物料流量，具有非常接近线性比例的优秀调节性能。

5、旋刀式阀门启闭或调节时间短，可在0-10s内快速完成回转，达到调节关断灰渣的目的。

6、本发明的阀芯为回转运动方式，相对于直行程结构锥形阀，能够实现更为可靠的对物料侧正压的密封；

7、本发明可通过弧形旋刀的反转，清除卡阻物，有效的防止物料卡阻堵塞。

8、本发明的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，可直接在阀体外加保温层或冷却结构作成高温灰渣阀，不须对阀芯做任何改变。

附图说明

图1为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀的整体结构示意图；

图2为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀中阀体的结构示意图；

图3为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀中传动机构的连接示意图；

图4为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀中齿圈与小齿轮啮合示意图；

图5为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀的工作状态图一；

图6为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀的工作状态图二；

图7为本发明一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀的工作状态图三；

图中，1-阀体，3-出料管，4-升降筒，5-弧形旋刀，6-连接板，7-电机，8-转动轴，9-外阀体，10-内阀体，11-进料口，12-密封挡条，13-蜗杆，14-传动轴，15-齿圈，16-蜗轮，17-小齿轮，18-丝杆，19-螺母，20-滑动槽，21-连杆，22-手轮。

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至图7所示，一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，包括阀体1、旋刀组件和驱动装置，阀体1内可旋转的设置有旋刀组件，旋刀组件的一端与驱动装置连接；

阀体1的出料管3内可滑动的穿设有升降筒4，旋刀组件通过旋转改变升降筒4的开口大小，旋刀组件的旋转中心与阀体1的轴线共线，旋刀组件的外表面与阀体1的内表面设有间隙。

高温物料从出料管3内的升降筒4排出，通过驱动装置带动旋刀组件转动，从而改变旋刀组件的位置状态实现对升降筒4的开口进行不同程度的遮挡，使升降筒4的开口大小可调节，进而对物料的流量进行控制；由于阀体1在实际使用的时，阀体1的轴线可能设计成水平或倾斜状态，为了保证旋刀组件在回转的过程中不碰撞到阀体1的内壁，本发明将旋刀组件的旋转中心与阀体1的轴线共线设置，保证了旋刀组件回转的稳定性，同时避免了对阀体1和旋刀组件造成损坏；旋刀组件的外表面距阀体1的内表面具有较大的间隙，由于高温大颗粒固体物料的流动性限制，在此间隙四周处能够形成无物料的自由空间，当旋刀组件转动时此空间能够为物料提供避让空间，避免颗粒物料被强行挤压，也就避免了旋刀组件运转被物料卡阻的问题，避免出现卡阻的情况，即使出现卡阻，反转旋刀组件，即可清除卡阻物。

升降筒4的高度可调节，从而调整弧形旋刀5与升降筒4顶端灰渣密封间隙，在确保动作灵活的前提下获得最佳的灰渣关断性能。

值得注意的是，驱动装置可为手动、电动、液动或其他类型驱动形式，保证旋刀组件稳定旋转即可，通过驱动装置可以使弧形旋刀5停留在任意位置，可方便控制物料流量，具有非常接近线性比例的优秀调节性能。

如图1所示，旋刀组件包括弧形旋刀5和连接板6，连接板6垂直阀体1的轴线设置，连接板6的一端固定有弧形旋刀5，弧形旋刀5回转至最下方时，弧形旋刀5的外弧面与升降筒4的顶部适配。

弧形旋刀5与连接板6组成旋刀式阀芯，使结构更加简单，旋刀式阀芯的体积及重量较小，运行成本低，安装维护方便，同时，阀芯为回转运动方式，相对于直行程结构锥形阀，能够实现更为可靠的对物料侧正压的密封。

进一步地，驱动装置包括电机7和转动轴8，转动轴8可转动的穿设在阀体1内，转动轴8的一端与连接板6的中心连接，另一端与电机7的输出轴连接。

启动电机7，电机7带动转动轴8转动，从而带动连接板6上的弧形旋刀5转动，通过弧形旋刀5旋转改变对升降筒4开口的遮挡状态，从而使用旋刀式控制阀对物料的流量进行控制；当弧形旋刀5回转至最下方时，调节升降筒4的高度，使弧形旋刀5的外弧面与升降筒4的顶部接触，从而使升降筒5的顶面与弧形旋刀5成封闭物料流的配合面，实现对物料的完全阻隔；由于弧形旋刀5与物料的碰撞较为频繁，需保证弧形旋刀5的强度，以提高弧形旋刀5的使用寿命，因此，弧形旋刀5需采用耐热耐磨材料，例如：碳化硅、碳化硼和硬质合金等。

如图2所示，阀体1包括外阀体9和内阀体10，外阀体9与内阀体10构成双层阀体1，旋刀组件设置在内阀体10内，外阀体9与内阀体10之间填充有保温隔热材料。

进一步地，阀体1的一侧开设有连通至内阀体10的进料口11，出料管3设置在阀体1的底部并与内阀体10连通，出料管3与升降筒4之间设置有间隙，内阀体10与外阀体9之间安装有传动机构，传动机构用于驱动升降筒4升降。

具体实施时，升降筒4的上端高出内阀体10的底面，即升降筒4的底部位于内阀体10的内腔，当有大渣块或者销钉等异物无法排出时，可降下升降筒4，使得异物完全排出，进一步地提高了防卡阻的效果；通过外阀体9与内阀体10之间填充的保温隔热材料改变外阀体9的温度环境，避免外阀体9受到较高的温度，从而使外阀体9不用采用耐热耐磨的材料，采用普通的碳素钢即可，从而降低了装置的成本；保温隔热材料可采用石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃混凝土、硅酸钙等；由于高温物料在内阀体10内流动，与物料的碰撞较为频繁，因此，内阀体10需采用耐热耐磨材料，例如：碳化硅、碳化硼和硬质合金等；

进一步地，出料管3与升降筒4之间设有耐高温柔性材料，出料管3的顶部设置有密封挡条12，密封挡条12与升降筒4的外壁接触。

耐高温柔性材料可采用硅酸铝石棉盘根或石棉绳等，可使升降筒4即使在高温和热膨胀工作条件下可靠润滑、灵活动作，在出料管3上方设置有密封挡条12，可有效阻止大颗粒灰渣进入缝隙，影响升降效果。

如图3和图4所示，传动机构包括蜗杆13、传动轴14、齿圈15和升降传动副，蜗杆13可转动的穿设在外阀体9内，外阀体9的内壁固定有筋板，传动轴14竖直可转动的穿设在筋板上，传动轴14的一端固定有蜗轮16，蜗轮16与蜗杆13啮合，另一端固定有齿轮，齿圈15可转动的套设在内阀体10的外壁上，齿轮与齿圈15啮合；齿圈15与升降传动副形成行星齿轮系；

升降传动副包括小齿轮17、丝杆18和螺母19，内阀体10上竖直开设有滑动槽20，升降筒4的外壁上固定有连杆21，连杆21穿过滑动槽20与螺母19固定连接，丝杆18竖直可转动的穿设在筋板上，螺母19与丝杆18螺纹连接，丝杆18的底部固定有小齿轮17，小齿轮17与齿圈15啮合，蜗杆13的一端延伸至阀体1外并固定有手轮22。

传动机构的工作工程为：手动转动手轮22，使蜗杆13旋转，通过蜗杆13与蜗轮16的啮合带动传动轴14转动，传动轴14通过其上的齿轮与齿圈15的啮合带动齿圈15转动，齿圈15与小齿轮17的啮合带动丝杆18转动，连杆21固定在升降筒4上，同时受滑动槽20的限位，使螺纹连接在丝杆18上的螺母19的旋转自由度被限制，只能沿着丝杆18的长度方向上下移动，从而带动升降筒4的上升和下降，进而实现对升降筒4与弧形旋刀5之间的间隙进行调节，同时通过升降筒4的升降对大渣块或者销钉等异物进行排放，有效的避免出现卡阻的情况。

进一步地，升降传动副的数量为3～6个，多个升降传动副呈圆周均布。

该3～6个升降传动副同步运转，从而通过螺母19支撑升降筒4均匀同步上升。

进一步地，阀体1上设置有玻璃观察窗，玻璃观察窗用于可视调节升降筒4的顶端与旋刀组件的密封间隙。

在升降升降筒4时，可通过玻璃观察窗观察升降筒4的升降状态，从而避免升降筒4上升时碰撞到弧形旋刀5，保证了弧形旋刀5与升降筒4运行过程中不被损坏，同时使升降筒4的顶端与弧形旋刀5的密封间隙可视化，提高阻挡物料时的密封性能。

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)

1.一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，包括阀体（1）、旋刀组件和驱动装置，所述阀体（1）内可旋转的设置有所述旋刀组件，所述旋刀组件的一端与所述驱动装置连接；

所述阀体（1）的出料管（3）内可滑动的穿设有升降筒（4），所述旋刀组件通过旋转改变所述升降筒（4）的开口大小，所述旋刀组件的旋转中心与所述阀体（1）的轴线共线，所述旋刀组件的外表面与所述阀体（1）的内表面设有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述旋刀组件包括弧形旋刀（5）和连接板（6），所述连接板（6）垂直所述阀体（1）的轴线设置，所述连接板（6）的一端固定有所述弧形旋刀（5），所述弧形旋刀（5）回转至最下方时，所述弧形旋刀（5）的外弧面与所述升降筒（4）的顶部适配。

3.根据权利要求2所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述驱动装置包括电机（7）和转动轴（8），所述转动轴（8）可转动的穿设在所述阀体（1）内，所述转动轴（8）的一端与所述连接板（6）的中心连接，另一端与所述电机（7）的输出轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述阀体（1）包括外阀体（9）和内阀体（10），所述外阀体（9）与内阀体（10）构成双层阀体（1），所述旋刀组件设置在所述内阀体（10）内，所述外阀体（9）与所述内阀体（10）之间填充有保温隔热材料。

5.根据权利要求4所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述阀体（1）的一侧开设有连通至所述内阀体（10）的进料口（11），所述出料管（3）设置在所述阀体（1）的底部并与所述内阀体（10）连通，所述出料管（3）与所述升降筒（4）之间设置有间隙，所述内阀体（10）与所述外阀体（9）之间安装有传动机构，所述传动机构用于驱动所述升降筒（4）升降。

6.根据权利要求5所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述出料管（3）与所述升降筒（4）之间设有耐高温柔性材料，所述出料管（3）的顶部设置有密封挡条（12），所述密封挡条（12）与所述升降筒（4）的外壁接触。

7.根据权利要求5所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述传动机构包括蜗杆（13）、传动轴（14）、齿圈（15）和升降传动副，所述蜗杆（13）可转动的穿设在所述外阀体（9）内，所述外阀体（9）的内壁固定有筋板，所述传动轴（14）竖直可转动的穿设在所述筋板上，所述传动轴（14）的一端固定有蜗轮（16），所述蜗轮（16）与所述蜗杆（13）啮合，另一端固定有齿轮，所述齿圈（15）可转动的套设在所述内阀体（10）的外壁上，所述齿轮与所述齿圈（15）啮合；

所述升降传动副包括小齿轮（17）、丝杆（18）和螺母（19），所述内阀体（10）上竖直开设有滑动槽（20），所述升降筒（4）的外壁上固定有连杆（21），所述连杆（21）穿过所述滑动槽（20）与所述螺母（19）固定连接，所述丝杆（18）竖直可转动的穿设在筋板上，所述螺母（19）与所述丝杆（18）螺纹连接，所述丝杆（18）的底部固定有所述小齿轮（17），所述小齿轮（17）与所述齿圈（15）啮合。

8.根据权利要求7所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述升降传动副的数量为3～6个，多个所述升降传动副呈圆周均布。

9.根据权利要求7所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述蜗杆（13）的一端延伸至所述阀体（1）外并固定有手轮（22）。

10.根据权利要求1所述的一种带有升降防堵卸料装置的高温固体物料旋刀式控制阀，其特征在于，所述阀体（1）上设置有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗用于可视调节所述升降筒（4）的顶端与所述旋刀组件的密封间隙。

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