CN112524267A - 黑水调节阀总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑水调节阀总成，包括阀座、阀体、阀座环、导向环、阀杆、上阀盖以及法兰，所述阀盖上开设有贯通于导向环内腔并用于向导向环内通入气体的吹扫通道。本发明中吹扫通道进气口外接高压气源管将高压气体引入至导向环内，通过高压气体对导向环以及阀杆上粘附的介质吹扫干净，吹扫过程中可让阀杆上下动作，阀杆和导向环配合面相互作用利于介质脱落，提高吹扫效果，该结构可定期对阀门进行吹扫，能有效防由于介质堆积造成的阀门卡顿，改善阀门各部件磨损情况，提高阀门使用寿命，降低阀门维修成本较高。

Description

黑水调节阀总成

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种黑水调节阀总成。

背景技术

黑水调节阀总成长期在进出口压差很大的气、液、固三相流介质中使用，现场工况较为恶劣，阀门要求耐腐蚀、抗冲刷、安全可靠，方便维修更换，具有较长阀门使用寿命等要求。传统的黑水调节阀结构未考虑吹扫结构，阀门在使用过程中不能定期对阀门进行吹扫，从而导致阀芯外壁、导向环内壁容易介质堆积，进而导致各部件磨损严重，使用寿命较短，维修成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种黑水调节阀总成，该黑水调节阀总成中具有吹扫结构，该吹扫结构可清理阀体内部，防止介质堆积，提高阀门的使用寿命。

本发明提供了一种黑水调节阀总成，包括阀座、阀体、阀座环、导向环、阀杆、上阀盖以及法兰，所述阀盖密封盖于阀体上并密封于导向环上端，所述阀盖上开设有贯通于导向环内腔并用于向导向环内通入气体的吹扫通道

进一步，所述法兰连接于阀体的出口端，所述阀座和阀座环夹持于法兰和阀体之间形成轴向定位，所述阀座下端与阀座环上端通过外凸的环形凸台以及环形槽配合形成径向定位。

进一步，所述阀杆与导向环配合处的外圆开设有螺旋槽。

进一步，所述导向环与阀杆配合处的内圆开设有竖向延伸至导向环下端的直槽。

进一步，所述导向环内腔呈上大下小的阶梯孔结构，所述阀杆与导向环小径段滑动配合，所述直槽竖向开设于导向环的小径段内圆并向上贯通于轴肩处。

进一步，所述导向环包括引导段Ⅰ以及连接于引导段下端的导向段，所述引导段Ⅰ内腔向其上开口端逐渐扩大以引导气体流向，导向段与阀杆轴向滑动配合以对阀杆形成导向。

进一步，所述阀座包括阀座本体以及附着于阀座本体内壁的阀座硬质合金层，所述阀座本体内腔呈上小下大的阶梯孔，所述阀座硬质合金层呈外圆与阀座本体内腔适配的阶梯套筒结构。

进一步，所述阀座环包括阀座环本体以及附着于阀座环本体内壁的阀座环硬质合金层，所述阀座环本体内腔呈上大下小的阶梯孔，所述阀座环硬质合金层呈外圆与阀座环本体内腔适配的阶梯套筒结构。

进一步，吹扫通道进气端连接有用于与外设连接的接头，所述接头的进气端密封有堵头。

进一步，所述阀座内孔呈上小下大的锥形孔，所述阀座环内孔呈上小下大的锥形孔，所述阀座内孔大径端直径小于阀座环内孔小径端直径。

本发明的有益效果：

本发明中吹扫通道进气口外接高压气源管将高压气体引入至导向环内，通过高压气体对导向环以及阀杆上粘附的介质吹扫干净，吹扫过程中可让阀杆上下动作，阀杆和导向环配合面相互作用利于介质脱落，提高吹扫效果，该结构可定期对阀门进行吹扫，能有效防由于介质堆积造成的阀门卡顿，改善阀门各部件磨损情况，提高阀门使用寿命，降低阀门维修成本较高；导向环内通过引导段Ⅰ以及导向段既形成对阀杆的良好导向，也利于引导风流提高对粘附介质的剥离效果，另外该结构的导向环配合直槽可减小与阀杆的接触面积，并利于快速排出剥离物，有效防止导向环与阀杆卡顿。

本发明中阀座和阀座环的径向定位不依赖阀体和法兰，通过环形凸起和环形槽的配合使得阀座和阀座环实现同轴装配，提高二者的装配精度，能有效防止阀座环偏冲损坏情况的发生，防止阀芯受力不均导致的脱落，改善阀芯卡顿现象，提高阀体的使用寿命，降低后期维修成本；另外阀座和阀座环通过硬质合金层能有效防止阀体被冲刷造成的阀门损坏，硬质合金层通过轴肩配合的方式可有效防止脱落，提高阀门的可靠性以及稳定性；

螺旋槽和直槽作为刮刀，在阀杆竖向运动过程中会自动连续的铲除附着在导向环内壁以及阀杆上的附着物，有效防止阀门卡死；同时螺旋槽和直槽也作为容置槽利于容纳剥落的介质，改善阀杆与导向环之间的摩擦，而且螺旋槽和直槽也作为输送槽利于介质的排出，螺旋槽和直槽的设置能有效减少导向环与阀杆之间的接触面积，有效防止导向环和阀杆卡顿甚至卡死。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的局部放大结构示意图1；

图3为图1的局部放大结构示意图2；

图4为图1的局部放大结构示意图3；

图5为图1的局部放大结构示意图4；

图6为阀座环结构示意图；

图7为阀座结构示意图；

图8为图7的A点放大结构示意图；

具体实施方式

本实施例中提供了一种黑水调节阀总成，结合附图所示，包括阀座4、阀体5、阀座环3、导向环7、阀杆6、上阀盖9以及法兰1，法兰连接于阀体的下端出口处，法兰内圆与阀座环外圆之间通过金属缠绕垫圈2密封，阀杆底部连接有阀芯8，阀杆内套于导向环内并与导向环滑动配合，阀杆驱动阀芯插入阀座内形成关闭状态或驱动阀芯滑出阀座形成打开状态，上阀盖密封盖于阀体上，上阀盖上密封盖有填料压盖10，填料压盖将密封填料11压于阀盖与上阀盖之间，填料压盖与阀杆之间设置有滑动轴承12，阀杆下端滑动内套于导向环内，阀体内部空腔尺寸大，阀体内具有光滑的流道，阀体内设置文丘里阀座结构设计，阀芯采用整体烧结硬质合金，热嵌入阀杆后打入圆柱销，圆柱销两端焊死，有效防止阀芯脱落，其中阀座4、阀体5、阀座环3、导向环7、阀杆6、上阀盖9以及法兰1的装配关系可采用现有结构，具体不在赘述；

所述法兰1连接于阀体的出口端，所述阀座和阀座环夹持于法兰和阀体之间形成轴向定位，所述阀座下端与阀座环上端通过外凸的环形凸台以及环形槽配合形成径向定位。结合图1所示，阀座外圆呈上小下大结构，阀座环外圆呈上大下小结构，阀体出口具有用于与阀座外圆适配的上小下大的阶梯孔，法兰进口端具有与阀座环外圆适配的上大下小的阶梯孔，阀座和阀座环被轴向夹持安装于相应的阶梯孔内，在阀座外圆与相应的阶梯孔内圆之间以及阀座环与相应的阶梯空内圆之间均通过密封件密封；可在阀座下端设置环形槽，在阀座环的上端设置环形凸起，或者在阀座的下端设置环形凸起，在阀座环的上端设置环形槽，需要说明的是，环形凸起可以为凸起于端面的凸起结构，环形凸起也可以为阀座下端或阀座环上端本身的结构，结合附图所示，本实施例中阀座的阀座硬质合金层4b向下突出于阀座下端面形成环形凸起，该环形凸起嵌入阀座环上端的环形槽内，环形槽开设于阀座环硬质合金层3b的上端面；通过环形凸起和环形槽的配合使得阀座和阀座环实现同轴装配，提高二者的装配精度，能有效防止阀座环偏冲损坏情况的发生，防止阀芯受力不均导致的脱落，改善阀芯卡顿现象，提高阀体的使用寿命，降低后期维修成本。

本实施例中，所述阀座包括阀座本体4a以及附着于阀座本体内壁的阀座硬质合金层4b。所述阀座环包括阀座环本体3a以及附着于阀座环本体内壁的阀座环硬质合金层3b。阀座环硬质合金层3b和阀座硬质合金层4b均采用碳化钨合金，当然也可采用其他已知硬质合金，阀座以及阀座环内壁与介质接触面采用超音速喷涂硬质合金，硬质合金层与阀座本体以及阀座环本体的金属层热嵌为一体，通过硬质合金层能有效防止阀体被冲刷造成的阀门损坏。

本实施例中，所述阀座内腔上端处具有用于与阀芯配合的倒角。通过该倒角使得阀座内孔上端形成合理斜面，该倒角倾角α为25°-35°，本实施例中倒角倾角为30°，其中阀芯处也具有与该倾角配合的斜面，通过该斜面利于阀芯的密封，同时在阀门关闭过程中能有效防止介质堆积，防止阀芯与阀座卡死。

本实施例中，所述阀座内孔下端孔径大于阀座环内孔上端孔径。阀座内孔即阀座硬质合金层4b的内腔，阀座环3内孔即阀座环硬质合金层3b的内腔，结合附图所示，阀座内孔与阀座环内孔同轴设置，阀座内孔下端微大于阀座环内孔上端，使得阀芯插入阀座内时不会与阀座环发生干涉，并为阀座环的偏置留有一定少许余量。

本实施例中，所述阀座本体4a内腔呈上小下大的阶梯孔，所述阀座硬质合金层4b呈外圆与阀座本体内腔适配的阶梯套筒结构。阀座硬质合金层4b的轴肩向上抵在阀座本体4a内腔的轴肩处，防止阀座上阀座硬质合金层4b向上脱落；

本实施例中，所述阀座环本体3a内腔呈上大下小的阶梯孔，所述阀座环硬质合金层3b呈外圆与阀座环本体3a内腔适配的阶梯套筒结构。阀座环硬质合金层3b的轴肩向下支撑于阀座环本体3a内腔的轴肩处，防止阀座环硬质合金层3b向下脱落；

本实施例中，所述阀座内孔呈上小下大的锥形孔，所述阀座环3内孔呈上小下大的锥形孔，所述阀座内孔大径端直径小于阀座环内孔小径端直径。其中阀座内孔锥形面的倾角为β，β为1°-3°，阀座环内孔锥形面的倾角为γ，γ为4°-10°，即阀座环内孔扩张程度大于阀座内孔扩张程度，利于使得介质经过阀座和阀座环时形成文丘里效应，防止阀体滞留介质，加大流通能力，防堆堵。

本实施例中，所述阀座上端面开设有向下缩小的并与阀座内孔同轴设置的锥形槽4c，所述倒角设置于锥形槽的小径端。结合附图所示，该锥形槽利于引导阀芯进入阀座内孔，且锥形槽配合倒角结构利于进一步防止介质堆积，防止阀芯与阀座卡死。

本实施例中，所述阀杆与导向环配合处的外圆开设有螺旋槽13。本实施例中竖向与阀杆的轴向方向一致；阀杆上设计有螺旋槽，螺旋槽可以为矩形槽、三角槽或者其他形状的槽体，螺旋槽作为刮刀，在阀杆竖向运动过程中会自动连续的铲除附着在导向环内壁上的附着物，有效防止阀门卡死；同时该螺旋槽也作为容置槽利于容纳剥落的介质，改善阀杆与导向环之间的摩擦，而且螺旋槽也作为输送槽利于介质的排出，螺旋槽的设置能有效减少导向环与阀杆之间的接触面积，有效防止导向环和阀杆卡顿甚至卡死。

本实例施中，所述导向环与阀杆配合处的内圆开设有竖向延伸至导向环下端的直槽14。结合附图所示，直槽在导向环内壁周向均匀的分布，在阀杆的上下滑动过程中，直槽同样可起到刮刀的作用辅助附着物的剥离，该直槽配合螺旋槽提高对附着物的铲除效率，而且直槽的设置也可容纳剥落的介质，直槽也作为通道可使得剥落的介质排至导向环外。

本实例施中，所述导向环外圆呈从上至下缩小的锥形面。结合附图所示，导向环的锥形外圆结构利于对阀体水平进口处的介质形成导向，使得介质沿着导向环的斜面向下朝向阀门出口方向流动，减小介质导向环以及阀杆的冲击，改善阀芯振动问题。

本实例施中，所述导向环外圆周向分布有多个导流筋板15，所述导流筋板沿导向环外圆斜面从上至下延伸，所述各导流筋板沿同一圆周方向倾斜设置。各导流筋板可沿顺时针方向或者逆时针方向倾斜，结合附图所示，导各流筋板的设置利于引导介质向下流动同时引导介质周向流动，能有效降低介质向下的冲击力，减小介质对阀芯和阀座的冲击，解决阀芯振动问题,防止阀芯头断裂。

本实例施中，所述导向环内腔呈上大下小的阶梯孔结构，所述阀杆与导向环小径段滑动配合，所述直槽竖向开设于导向环的小径段内圆并向上贯通于轴肩处。结合附图所示，该轴肩可作为切刀辅助剥离位于阀杆上的附着物，同时直槽上端与导向环内腔贯通，利于剥离介质的排出。

本实例施中，所述阀杆呈上小下大的阶梯轴，所述螺旋槽13开设于阀杆的大径段。该结构的阀杆可使得小径段与导向环内腔之间具有间隙，减小与导向环内壁的接触面积。

本实例施中，所述螺旋槽13槽口处设置有刃口。螺旋槽可设置为内小外大的梯形槽结构或者设置为斜置的平行四边形结构，使得螺旋槽的槽口自动形成尖锐的刃口，通过该刃口利于介质的铲除。

其中黑水调节阀总成还设置有贯通于导向环内腔并用于向导向环内通入气体的吹扫通道19。本实施例中竖向与阀杆的轴向方向一致；吹扫通道可以为单独引至阀体内的管道，或者为开设于阀体各部件上的通道，吹扫通道进气口外接高压气源管将高压气体引入至导向环内，通过高压气体对导向环以及阀杆上粘附的介质吹扫干净，吹扫过程中可让阀杆上下动作，阀杆和导向环配合面相互作用利于介质脱落，提高吹扫效果，该结构可定期对阀门进行吹扫，能有效防由于介质堆积造成的阀门卡顿，改善阀门各部件磨损情况，提高阀门使用寿命，降低阀门维修成本较高。

本实施例中，所述导向环包括引导段Ⅰ7a以及连接于引导段下端的导向段7b，所述引导段Ⅰ内腔向其上开口端逐渐扩大以引导气体流向，导向段与阀杆轴向滑动配合以对阀杆形成导向。结合附图所示，引导段Ⅰ内腔为向上扩大的截头锥形腔体，该结构的引导段Ⅰ利于引导气体沿着引导段的内壁向下流动进入导向段，同时也利于使得风流变向斜吹至阀杆上，利于通过风流剥离附着在导向环以及阀杆上的介质，提高吹扫效果，其中导向段的内径与阀杆的外径适配，二者间隙配合以形成轴向滑动导向。

本实施例中，所述吹扫通道19的出气端向下正对引导部7a的上端开口处。结合附图所示，吹扫通道由水平段和竖直段构成，其中水平段延伸至阀体外部用于与外部供气设备连接，竖直段向下延伸正对引导部的上开口端，利于高压风流竖直直吹至导向环内，提高吹扫效果。

本实施例中，所述导向环还包括直筒段7c，所述直筒段连接于引导段和导向段之间，所述直筒段内径大于导向段内径。直筒段内腔呈圆柱状，直筒段内径大于阀杆内径，直筒段内径与引导段Ⅰ下端内径相同，直筒段与阀杆之间形成了环形的过流通道，利于风流周向对阀杆形成包裹，提高对附着物的剥离效率。

本实施例中，直槽14开设于导向段7b内壁。结合附图所示，直槽14在导向段内壁周向均匀的分布，在阀杆的上下滑动过程中，该直槽也可起到刮刀的作用辅助附着物的剥离，而且直槽的设置也利于风流带着附着物快速排出。

本实施例中，所述直筒段下端与导向段上端通过引导段Ⅱ7d连接，所述引导段内径从上至下逐渐缩小。结合附图所示，引导段Ⅱ呈向下缩小的锥形腔，引导段Ⅱ与直筒段之间通过圆弧过渡连接，该结构可进一步引导风流向下流动并形成高压区域，利于对附着物的剥离，并且可使得风流通过直槽快速排出，防止剥离的附着物堵塞直槽。

本实施例中，所述导向段上端在导向环7内腔中形成轴肩，所述直槽竖向向上贯通于轴肩处。该轴肩为突出与内圆的内轴肩，结合附图所示，导向段内径小于引导段Ⅱ下端内径形成内轴肩，该轴肩可作为切刀辅助剥离位于阀杆上的附着物。

本实施例中，所述吹扫通道19为开设于上阀盖的通孔。所述阀盖密封盖于阀体上并密封于导向环上端，结合附图所示，阀盖与阀体密封连接，且阀盖下端抵在导向环的上端密封于导向环上端开口处，防止经吹扫通道进入的气体泄露，可强制气体向下运行，吹扫通道19直接开设于上阀盖上，利于将风流直接引导至导向环内并强制风流竖向向下流动，并且该布置方式简单。

本实施例中，吹扫通道进气端连接有用于与外设连接的接头16，所述接头的进气端密封有堵头17。外设可以为压风机，结合附图所示，接头16具有为螺纹结构，接头螺纹密封内旋于吹扫通道进气端内，堵头具有内螺纹，堵头螺纹外旋于接头的进气端，在接头进气端与堵头轴向之间通过密封垫18密封，接头外螺纹结构便于与堵头的密封连接，也利于与外部高压送气管螺纹密封连接。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种黑水调节阀总成，包括阀座、阀体、阀座环、导向环、阀杆、上阀盖以及法兰，其特征在于：所述阀盖密封盖于阀体上并密封于导向环上端，所述阀盖上开设有贯通于导向环内腔并用于向导向环内通入气体的吹扫通道。

2.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述法兰连接于阀体的出口端，所述阀座和阀座环夹持于法兰和阀体之间形成轴向定位，所述阀座下端与阀座环上端通过外凸的环形凸台以及环形槽配合形成径向定位。

3.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述阀杆与导向环配合处的外圆开设有螺旋槽。

4.根据权利要求2所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述导向环与阀杆配合处的内圆开设有竖向延伸至导向环下端的直槽。

5.根据权利要求4所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述导向环内腔呈上大下小的阶梯孔结构，所述阀杆与导向环小径段滑动配合，所述直槽竖向开设于导向环的小径段内圆并向上贯通于轴肩处。

6.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述导向环包括引导段Ⅰ以及连接于引导段下端的导向段，所述引导段Ⅰ内腔向其上开口端逐渐扩大以引导气体流向，导向段与阀杆轴向滑动配合以对阀杆形成导向。

7.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述阀座包括阀座本体以及附着于阀座本体内壁的阀座硬质合金层，所述阀座本体内腔呈上小下大的阶梯孔，所述阀座硬质合金层呈外圆与阀座本体内腔适配的阶梯套筒结构。

8.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述阀座环包括阀座环本体以及附着于阀座环本体内壁的阀座环硬质合金层，所述阀座环本体内腔呈上大下小的阶梯孔，所述阀座环硬质合金层呈外圆与阀座环本体内腔适配的阶梯套筒结构。

9.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：吹扫通道进气端连接有用于与外设连接的接头，所述接头的进气端密封有堵头。

10.根据权利要求1所述的黑水调节阀总成，其特征在于：所述阀座内孔呈上小下大的锥形孔，所述阀座环内孔呈上小下大的锥形孔，所述阀座内孔大径端直径小于阀座环内孔小径端直径。

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