CN113700884A - 高温烟气闸阀阀板及高温烟气闸阀 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种高温烟气闸阀阀板及高温烟气闸阀，高温烟气闸阀阀板包括：双层板体，所述双层板体之间形成夹层；冷却水道，设于所述双层板体之间的夹层内，所述冷却水道内用于通入冷却介质；耐火浇注料，浇注于所述双层板体外。本发明实施例的高温烟气闸阀应用范围十分广泛，可应用于各种微负压的高温窑炉烟气系统。高温烟气闸阀能够在窑炉的高温烟气管路恶劣的工况条件下能长期、稳定的运行，阀板无断裂。

Description

高温烟气闸阀阀板及高温烟气闸阀

技术领域

本发明属于窑炉烟气管路系统上的一种烟气流量切断和调节装置，具体涉及一种高温烟气闸阀阀板及高温烟气闸阀。

背景技术

随着国家对高耗能企业节能减排项目的支持以及政策倾斜，目前各式窑炉的高温烟气输送及余热回收系统在大面积建设和升级改造中。

窑炉的高温烟气管路大部分采用引风机引风或烟囱的吸力进行微负压操作，设置在高温烟气管路上的高温烟气阀根据工艺控制需求需要切断或调节烟气的流量。现在使用的高温闸阀，一般阀板采用不锈钢骨架，并在不锈钢骨架外浇注耐火浇注料。

性能优良的不锈钢材料短时耐温1150℃长期使用温度仅能达到900℃，而目前高温烟气普遍已达到1200-1350℃。在该温度烟气环境中不锈钢骨架会在短时间内(约3个月)会产生高温蠕变碳化损坏。而且，为了满足新的窑炉工艺需求，烟气闸阀需具有调节烟气流量的功能，当调节流量时阀板下部处于高温的阀腔内，阀板上部处于常温的阀腔外；在阀腔内外交接面处存在很高的温度差(≥800℃)，温度差的存在会导致阀板对应位置处耐火浇注料产生热应力。当热应力大于耐火浇注料的抗拉强度时，耐火浇注连同不锈钢骨架会一起断裂脱落(在高温状态下不锈钢筋骨产生高温蠕变，力学性能急剧衰减)，使得阀板在上线使用短时间内就会出现断裂等问题。最终导致窑炉计划外停产检修，严重影响生产效率。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种在高温烟气管路恶劣的工况条件下能长期、稳定运行、无断裂的高温烟气闸阀阀板及高温烟气闸阀。

本发明实施例采用的技术方案是，一种高温烟气闸阀阀板，包括：

双层板体，所述双层板体之间形成夹层；

冷却水道，设于所述双层板体之间的夹层内，所述冷却水道内用于通入冷却介质；

耐火浇注料，浇注于所述双层板体外。

在一些实施例中，所述双层板体之间的夹层内设有螺旋形隔板，所述螺旋形隔板的相对的两侧分别与所述双层板体相对的内侧面结合，所述螺旋形隔板与所述双层板体配合形成螺旋形的所述冷却水道。

在一些实施例中，所述双层板体的外部包覆隔热毡，并连接锚固钉，所述耐火浇注料浇注于所述隔热毡外，并通过所述锚固钉抓牢。

在一些实施例中，所述耐火浇注料的表面设有膨胀缝；所述膨胀缝沿纵向或横向延伸，形成交叉设置。

本发明同时提供一种高温烟气闸阀，包括阀体、阀板和传动装置，其特征在于，所述阀板为上述任一实施例所述的高温烟气闸阀阀板。

在一些实施例中，所述阀体的外壳采用碳素钢焊接件，所述外壳内形成阀腔；所述外壳的内壁焊接锚固钉，并设置隔热毡，所述隔热毡外浇注耐火浇注料；所述阀体的下部两侧分别设有检修口，所述检修口上盖设有检修盲板。

在一些实施例中，所述传动装置包括框架、卷扬机和滑轮组，所述框架内形成用于容置阀板的容腔；所述滑轮组分别设于所述框架和所述阀板上，以使所述卷扬机利用绕过所述滑轮组的绳索带动所述阀板运动，以切断或调节高温烟气的流通；

所述框架上设有百叶窗，所述百叶窗的窗叶保持斜向下设置；或者，所述框架上设有耐高温板材，以密封所述容腔。

在一些实施例中，所述高温烟气闸阀还包括控制器、显示器、开位接近开关、关位接近开关和感应块，所述显示器、开位接近开关和关位接近开关分别与所述控制器电连接，所述开位接近开关和关位接近开关均设于所述框架上，所述感应块设于所述阀板上，所述阀板运动至阀门全开位时，所述感应块触发所述开位接近开关，所述开位接近开关生成第一信号并发送给所述控制器，所述阀板运动至阀门全关位时，所述感应块触发所述关位接近开关，所述关位接近开关生成第二信号并发送给所述控制器，所述控制器接收所述第一信号和第二信号，并生成相应的显示信号，所述显示器接收所述控制器发送的显示信号，以显示相应的内容。

在一些实施例中，所述卷扬机上设有角位移传感器，所述角位移传感器与所述控制器电连接，所述角位移传感器用于感测所述卷扬机的转动信号，所述控制器接收所述转动信号，并生成相应的显示信号，所述显示器接收所述控制器发送的显示信号，以显示阀门的开度百分比。

在一些实施例中，所述阀板的上端设有导向块，所述导向块形成所述感应块；所述框架包括竖向设置的型钢，所述导向块位于竖向的所述型钢的型钢槽内，当所述阀板升降时，所述导向块沿所述型钢槽移动；

所述框架上设有安全销，当所述阀板运动至全开位时，所述安全销能够插入至所述导向块的底部，以对所述阀板进行定位；

所述框架上设有沿所述阀板运动方向设置的直线型的刻度盘，所述阀板上设有沿垂直于所述阀板运动方向延伸至所述刻度盘的指针，以指示阀门的开度。

与现有技术相比，本发明实施例的高温烟气闸阀阀板及高温烟气闸阀的有益效果在于，该高温烟气闸阀应用范围十分广泛，可应用于各种微负压的高温窑炉烟气系统。高温烟气闸阀能够在窑炉的高温烟气管路恶劣的工况条件下能长期、稳定的运行，阀板无断裂。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本发明。

本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本发明实施例的高温烟气闸阀阀板的局部剖视图。

图2为图1的A-A向剖视的放大图。

图3为本发明实施例的高温烟气闸阀阀板的主视图，其中示出了局部放大。

图4为本发明实施例的高温烟气闸阀的局部剖视图。

图5为本发明实施例的高温烟气闸阀的阀体的局部剖视图。

图6为本发明实施例的高温烟气闸阀的阀体剖视图。

图7为图6中B部分的放大图。

图8为本发明实施例的高温烟气闸阀的局部结构示意图。

图9为图8的侧视图。

图10为图8中C部分的放大图。

图11为图8中D部分的放大图。

附图标记：

1-阀板；2-阀体；3-双层板体；4-冷却水道；5-隔热毡；6-锚固钉；7-耐火浇注料；8-螺旋形隔板；9-膨胀缝；10-进水口；11-回水口；12-外壳；13-阀腔；14-检修盲板；15-框架；16-卷扬机；17-定滑轮；18-动滑轮；19-百叶窗；20-开位接近开关；21-关位接近开关；22-导向块；23-安全销；24-刻度盘；25-检修梯；26-绳索。

具体实施方式

为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种高温烟气闸阀阀板，阀板1包括双层板体3、冷却水道4和耐火浇注料7，双层板体3之间形成夹层。冷却水道4设于双层板体3之间的夹层内，冷却水道4内用于通入冷却介质，冷却介质用于为阀板1降温。耐火浇注料7浇注于双层板体3外。

本发明实施例的高温烟气闸阀阀板，采用双层板体3的夹层结构，夹层内设计冷却水道4。双层板体3可以采用钢板，在水冷状态下钢板可以长期稳定的使用，从而延长阀板1的使用寿命。

本实施例对冷却水道4内流通的冷却介质的类型不限，可以根据需要选择，本实施例中的冷却介质采用循环冷却水。

在一些实施例中，继续结合图1，双层板体3之间的夹层内设有螺旋形隔板8，螺旋形隔板8的相对的两侧分别与双层板体3相对的内侧面结合，螺旋形隔板8与双层板体3配合形成螺旋形的冷却水道4。该双层板体3直接形成冷却水道4的壁面，使冷却介质直接作用于双层板体3，对双层板体3的冷却效果较高，进一步提高双层板体3的使用寿命。为了提高结构的稳定性，以及冷却效率，螺旋形隔板8也采用钢板制成。

如图2所示，双层板体3的外部包覆隔热毡5，并连接锚固钉6，耐火浇注料7浇注于隔热毡5外。锚固钉6可以采用特种不锈钢制成。通过在双层板体3内设置水冷结构，可以使锚固钉6在水冷状态下长期稳定使用，锚固钉6的作用为抓牢耐火浇注料7，防止其脱落，提高使用寿命。同时通过在双层板体3的外部包覆导热系数极低的隔热毡5，隔热毡5用于减少烟气热量的传导降低冷却循环水的温升，防止冷却水汽化。

当阀板1正常工作时，阀板1在高温烟气环境中工作，耐火浇注料7会产生线胀变化，为防止耐火浇注料7由于线胀变化产生内应力，如图3所示，耐火浇注料7的表面设有膨胀缝9。膨胀缝9可以避免内应力的产生，提高耐火浇注料7的牢固性。膨胀缝9可以沿纵向或横向延伸，纵向的膨胀缝9和横向的膨胀缝9交叉，形成网格状设置。

如图1和图3所示，阀板1上设有进水口10和回水口11，阀门工作状态时循环冷却水由阀板1的进水口10进入阀板1内部，然后在阀板1内部的钢板焊接而成的螺旋水道内流过最后由回水口11流出。冷却水的进水压力可以为0.3-0.6MPa，冷却水流量由阀门的规格，烟气介质的温度等工况条件参数计算后确定。

本发明实施例的阀板1采用循环冷却水进行冷却，阀板1的双层板体3及表面的锚固钉6在水冷状态下可以长期稳定的使用，且阀板1内部的双层板体3及锚固钉6会将阀板1外层的耐火浇注料7牢牢抓住防止其脱落，使阀板1能够耐高温，且阀板1不易断裂，彻底解决了现有阀门使用寿命短，在调节流量时阀板1的耐火材料由于温度急剧变化产生的热应力断裂这一技术难题，极大地提高了企业的经济效益和社会效益。

如图4所示，本发明实施例同时提供一种高温烟气闸阀，所述高温烟气闸阀包括阀体2、阀板1和传动装置，阀板1为上述任一实施例中的高温烟气闸阀阀板。

如图5至图7所示，阀体2的外壳12采用优质的碳素钢焊接件结构，外壳12内形成阀腔13。为了保证阀体2在高温工况条件下稳定使用，外壳12的内壁焊接特种不锈钢的锚固钉6，然后浇注耐火浇注料7。为了进一步减低阀体2表面的温度减少热量的损失，在阀体2的碳素钢焊接件内衬铺设导热系数极低的隔热毡5。

阀体2在工作时，烟气管道内会有杂物或脱落的耐火浇注料7，为方便现场检修人员检修维护阀门，如图4和图5所示，在阀体2的下部两侧分别设计检修口，检修口上盖设有检修盲板14。正常工作状态时用检修盲板14覆盖检修口，定期检修时打开检修盲板14可通过检修口观察阀门内部情况，若有杂物脱落也可通过本检修口进行清理。

阀板1运动的驱动方式不限，例如可选择电动卷扬机16等。在一些实施例中，如图8和图9所示，传动装置包括框架15、卷扬机16和滑轮组，框架15内形成用于容置阀板1的容腔；滑轮组的定滑轮17设于框架15上，动滑轮18设于阀板1上，卷扬机16利用绕过滑轮组的绳索26(钢丝绳)带动阀板1运动，以使阀门开启或关闭，或调节阀门的开度，从而切断或调节高温烟气的流通。动滑轮18设于阀板1的上端，动滑轮18的数量根据阀门的规格不同会有所不同，若阀门尺寸较大，可以增加动滑轮18的数量，以降低卷扬机16的驱动轮；若发明的尺寸较小，可以减小动滑轮18的数量，减少零部件，使结构简单。本实施例采用的双组动滑轮18(参见图1)，卷扬机16的驱动力可减小至阀板1重量的1/4。

当阀门的工况条件为微负压时，如图8所示，框架15上设有百叶窗19，百叶窗19的窗叶保持斜向下设置；框架15形成非密封结构。百叶窗19的作用有两点，一是可以防止雨水进入阀门内部，保护耐火浇注料7材料；二是当阀门开启时阀板1提起，阀板1由于长期在高温烟气环境中，提起时阀板1为高温状态，采用百叶窗19结构，可以快速散掉阀板1上的热量，保护框架15。

当阀门工况条件为正压时，框架15的外部设有板材，以密封容腔，形成密封结构，框架15及其外部的板材可以均采用耐高温材料的钢板。

在一些实施例中，高温烟气闸阀还包括控制器(图中未示出)、显示器(图中未示出)、开位接近开关20、关位接近开关21和感应块，显示器、开位接近开关20和关位接近开关21分别与控制器电连接。如图8所示，并结合图10和图11，开位接近开关20和关位接近开关21均设于框架15上，开位接近开关20靠近框架15的上端设置，关位接近开关21靠近框架15的下端设置。感应块设于阀板1上，阀板1运动至阀门全开位时，感应块触发开位接近开关20，开位接近开关20生成第一信号并发送给控制器；阀板1运动至阀门全关位时，感应块触发关位接近开关21，关位接近开关21生成第二信号并发送给控制器，控制器接收第一信号和第二信号，并生成相应的显示信号，显示器接收控制器发送的显示信号，以显示相应的内容。通过显示器便于操作者清楚了解阀门的状态。

在一些实施例中，卷扬机16上设有角位移传感器，角位移传感器与控制器电连接，角位移传感器用于感测卷扬机16的转动信号，控制器接收所述转动信号，并生成相应的显示信号，显示器接收控制器发送的显示信号，以显示阀门的开度百分比。本实施例的角位移传感器可以记录卷扬行程的模拟信号或数字信号，例如能输出4-20mA的模拟信号，该信号输入中控室，通过PLC模块控制，可实时远程监测、反馈现场阀门的开度百分比。

继续结合图10和图11，阀板1的上端设有导向块22，导向块22可以用作感应块，阀板1升降时，利用导向块22去触发开位接近开关20或关位接近开关21。框架15包括竖向设置的型钢，竖向的型钢具有竖向的型钢槽，导向块22位于竖向的型钢槽内，当阀板1升降时，导向块22沿竖向的型钢槽移动。当卷扬机16通过滑轮组驱动阀板1上下运动时，导向块22起到导向作用，防止阀门左右晃动，框架15能够防止阀门前后晃动，导向块22和框架15配合对阀板1进行前后左右限位，保护阀板1防止磕碰。

继续结合图10，本实施例的高温烟气闸阀还包括安全销23，安全销23设于框架15上。导向块22凸设有阀板1的外侧面上。当阀板1运动至全开位，阀门完全开启时，能够向框架15的容腔方向将安全销23插入至导向块22的下方，使导向块22可以落于安全销23上，安全销23起到承托导向块22的作用，从而将阀板1完全定位，避免阀板1下落，以在阀门检修时保证检修人员的安全。需要说明的是，在阀门正常使用时，安全销23挂于框架15上，只有当阀门需要检修时，才使用安全销23，将其插入阀板1的导向块22的下方，防止阀板1下落。导向块22不仅起到导向的作用，还用作感应块，同时还作为限位件，一件多用，可以减少零部件，简化结构。

在一些实施例中，如图8所示，框架15上设有沿阀板1运动方向设置的直线型的刻度盘24，本实施例设置在了图中的左侧。阀板1上设有沿垂直于阀板1运动方向延伸至刻度盘24的指针(图中未示出)，当阀板1上下运动时，指针指示于刻度盘24，以便操作者清楚观察阀门的开度。

继续结合图8，框架15上还设有检修梯25，以方便检修人员检修。

如图11所示，在阀体2的阀腔13与容腔连通的阀腔13口围设有一圈软的隔热毡5，以补偿阀体2与阀板1之间的间隙，在阀板1上下运动时隔热毡5起到一定的密封作用，防止外部空气进入阀体2的阀腔13内降低烟气温度。

本发明实施例的高温烟气闸阀能够在窑炉的高温烟气管路恶劣的工况条件下能长期、稳定的运行，阀板1无断裂等问题。解决了原高温烟气闸阀不耐高温、阀板1易断裂、不便于检修维护、无法远程开度控制等技术难题。极大地提高了企业的生产效率。该高温烟气闸阀应用范围十分广泛，可应用于各种微负压的高温窑炉烟气系统。

以上描述是说明性的而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。而且上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

Claims (10)

1.一种高温烟气闸阀阀板，其特征在于，包括：

双层板体，所述双层板体之间形成夹层；

冷却水道，设于所述双层板体之间的夹层内，所述冷却水道内用于通入冷却介质；

耐火浇注料，浇注于所述双层板体外。

2.根据权利要求1所述的高温烟气闸阀阀板，其特征在于，所述双层板体之间的夹层内设有螺旋形隔板，所述螺旋形隔板的相对的两侧分别与所述双层板体相对的内侧面结合，所述螺旋形隔板与所述双层板体配合形成螺旋形的所述冷却水道。

3.根据权利要求1所述的高温烟气闸阀阀板，其特征在于，所述双层板体的外部包覆隔热毡，并连接锚固钉，所述耐火浇注料浇注于所述隔热毡外，并通过所述锚固钉抓牢。

4.根据权利要求1所述的高温烟气闸阀阀板，其特征在于，所述耐火浇注料的表面设有膨胀缝；所述膨胀缝沿纵向或横向延伸，形成交叉设置。

5.一种高温烟气闸阀，包括阀体、阀板和传动装置，其特征在于，所述阀板为权利要求1至4中任一项所述的高温烟气闸阀阀板。

6.根据权利要求5所述的高温烟气闸阀，其特征在于，所述阀体的外壳采用碳素钢焊接件，所述外壳内形成阀腔；所述外壳的内壁焊接锚固钉，并设置隔热毡，所述隔热毡外浇注耐火浇注料；所述阀体的下部两侧分别设有检修口，所述检修口上盖设有检修盲板。

7.根据权利要求5所述的高温烟气闸阀，其特征在于，所述传动装置包括框架、卷扬机和滑轮组，所述框架内形成用于容置阀板的容腔；所述滑轮组分别设于所述框架和所述阀板上，以使所述卷扬机利用绕过所述滑轮组的绳索带动所述阀板运动，以切断或调节高温烟气的流通；

所述框架上设有百叶窗，所述百叶窗的窗叶保持斜向下设置；或者，所述框架上设有耐高温板材，以密封所述容腔。

8.根据权利要求7所述的高温烟气闸阀，其特征在于，所述高温烟气闸阀还包括控制器、显示器、开位接近开关、关位接近开关和感应块，所述显示器、开位接近开关和关位接近开关分别与所述控制器电连接，所述开位接近开关和关位接近开关均设于所述框架上，所述感应块设于所述阀板上，所述阀板运动至阀门全开位时，所述感应块触发所述开位接近开关，所述开位接近开关生成第一信号并发送给所述控制器，所述阀板运动至阀门全关位时，所述感应块触发所述关位接近开关，所述关位接近开关生成第二信号并发送给所述控制器，所述控制器接收所述第一信号和第二信号，并生成相应的显示信号，所述显示器接收所述控制器发送的显示信号，以显示相应的内容。

9.根据权利要求8所述的高温烟气闸阀，其特征在于，所述卷扬机上设有角位移传感器，所述角位移传感器与所述控制器电连接，所述角位移传感器用于感测所述卷扬机的转动信号，所述控制器接收所述转动信号，并生成相应的显示信号，所述显示器接收所述控制器发送的显示信号，以显示阀门的开度百分比。

10.根据权利要求8所述的高温烟气闸阀，其特征在于，所述阀板的上端设有导向块，所述导向块形成所述感应块；所述框架包括竖向设置的型钢，所述导向块位于竖向的所述型钢的型钢槽内，当所述阀板升降时，所述导向块沿所述型钢槽移动；

所述框架上设有安全销，当所述阀板运动至全开位时，所述安全销能够插入至所述导向块的底部，以对所述阀板进行定位；

所述框架上设有沿所述阀板运动方向设置的直线型的刻度盘，所述阀板上设有沿垂直于所述阀板运动方向延伸至所述刻度盘的指针，以指示阀门的开度。

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