CN115949785A - 一种具有安全放散功能的冷风放风阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种具有安全放散功能的冷风放风阀，包括蝶阀壳体及阀板；蝶阀壳体的顶部连接有外筒和放散筒，放散筒上设有放散口，放散筒内设有活塞，活塞通过上下往复运动打开或关闭放散口；活塞为筒状结构且内壁上固定有支撑板，阀板与连杆机构连接，连杆机构的顶部贯穿支撑板并通过螺母固定，支撑板与螺母之间设有弹性元件；放散筒内壁上设有卸压槽。本发明通过设置卸压槽及弹性元件，在冷风主管压力波动导致超过安全压力时，活塞在冷风压力的作用下仍能上移一定距离并露出卸压槽，冷风经由卸压槽、放散口排出，使冷风主管压力低于安全压力，可有效避免因冷风压力波动导致冷风主管超压而损坏设备及管道的问题。

Description

一种具有安全放散功能的冷风放风阀

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种具有安全放散功能的冷风放风阀。

背景技术

高炉炼铁须大量高压冷风经热风炉加热后鼓入高炉内，冷风量及风压对高炉产量有直接影响，同时又对高炉安全生产具有重要影响。一般在冷风主管道上设有冷风放风阀，正常生产时冷风阀处于送风状态，放散功能关闭；当高炉出现紧急故障需要减风减压时，及时打开冷风放风阀的放散功能，同时关闭送风通道，将冷风放散，以减少进入高炉的风量，减小炉内压力。

现在常用的冷风放风阀都不具备压力过高自动卸压的功能，起不到超压自动保护的作用，存在冷风压力波动导致冷风主管超压而损坏设备及管道的隐患，而且大多冷风放风阀存在送风时放散通道泄漏的问题，损失了风量风压，对高炉产量及节能降耗造成不利影响，同时放散通道容易卡堵，存在事故时不能及时放散减风的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有安全放散功能的冷风放风阀，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种具有安全放散功能的冷风放风阀，包括蝶阀壳体以及设置于所述蝶阀壳体内的阀板；所述蝶阀壳体的顶部连接有外筒和放散筒且所述放散筒位于所述外筒内，所述放散筒的下部筒壁上设置有放散口，所述放散筒内设置有活塞，所述活塞通过上下往复运动打开或关闭所述放散口；所述活塞为筒状结构且内壁上固定有支撑板，所述阀板与连杆机构的底部连接，所述连杆机构的顶部贯穿所述支撑板并通过螺母固定，所述支撑板与所述螺母之间设置有弹性元件；所述放散筒内壁上位于所述放散口下方的位置处设置有与所述放散口连通的卸压槽。

作为实施例之一，所述弹性元件为弹簧或碟簧组，所述碟簧组由若干对碟簧叠加而成。

作为实施例之一，所述弹性元件与所述支撑板之间设置有球铰副，所述球铰副的底部固定于所述支撑板上。

作为实施例之一，所述弹性元件与所述螺母之间设置有压板，所述螺母为双螺母。

作为实施例之一，所述连杆机构包括连杆和拉杆，所述连杆的一端与所述阀板铰接，所述连杆的另一端与所述拉杆的一端铰接，所述拉杆的另一端贯穿所述支撑板并通过所述螺母固定。

作为实施例之一，所述活塞顶部的外壁上设置有限位凸环，所述放散筒的内壁上设置有限位台阶，所述限位台阶的台阶面位于所述放散口的上方，所述限位凸环与所述限位台阶配合对所述活塞在所述放散筒内的向下运动进行限位。

作为实施例之一，所述蝶阀壳体内设置有限位板，当所述活塞向下运动至所述限位凸环与所述限位台阶接触时，所述活塞的底部与所述限位板接触，且所述限位板上对应所述活塞的位置处以及所述限位台阶的台阶面上均设置有橡胶密封垫。

作为实施例之一，所述限位板上设置有通孔以及限位孔，所述连杆机构的上部贯穿所述限位孔。

作为实施例之一，所述放散筒的顶部开口，所述活塞的顶部封闭。

作为实施例之一，所述阀板与驱动装置连接。

(1)本发明通过设置卸压槽及弹性元件，使得在冷风主管压力波动导致超过安全压力时，冷风压力顶起活塞压缩弹性元件，虽然阀板被锁住，连杆机构不动，但活塞仍然能够上移一定距离，当卸压槽露出时(活塞下端未达到放散口)，冷风经由卸压槽、放散口排出，冷风主管压力降低，直至低于安全压力，活塞下移，再次遮住卸压槽，可有效避免因冷风压力波动导致冷风主管超压而损坏设备及管道的问题；

(2)本发明中阀门处于送风状态时，活塞顶部的限位凸环与限位台阶上的橡胶密封垫压实，活塞的底部与限位板上的橡胶密封垫压实，使得活塞与放散口四周均形成软密封，与一般采用的间隙密封相比，密封效果大幅提高，可有效避免泄漏；

(3)本发明中阀板与活塞共用一套驱动装置，一方面减少了一套驱动装置，且阀门控制更简单，另一方面当一个通道(送风通道或放散通道)逐渐关小，另一个通道随之逐渐增大，使冷风主管压力波动不致太大，避免憋压，更安全；

(4)本发明中限位板可以对拉杆起到限位作用，使其只能沿活塞轴向运动，可最大限度减少活塞受径向偏力，避免活塞卡阻；

(5)本发明通过设置弹性元件，可有效消除连杆、拉杆的尺寸及装配误差造成活塞形程偏小以及阀板不能完全摆动至水平的情况，保证阀板受力及冲刷最小，阀板处压力损失最小；

(6)本发明通过设置球铰副，可有效吸收拉杆运动时的偏摆，确保碟簧始终沿轴向受压，碟簧间不会发生相对位移，受力更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的具有安全放散功能的冷风放风阀的放散状态视图；

图2为本发明实施例提供的具有安全放散功能的冷风放风阀的送风状态视图；

图3为图2中A处的放大视图；

图4为图2中B处的放大视图；

图5为图2中C处的放大视图；

图6为图2中D-D剖视图；

图中：1、外筒；2、放散筒；3、卸压槽；4、活塞；5、支撑板；6、拉杆；7、限位板；8、蝶阀壳体；9、连杆；10、阀板；11、双螺母；12、压板；13、碟簧组；14、球铰副；15、橡胶密封垫；16、放散口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图2和图6所示，本实施例提供一种具有安全放散功能的冷风放风阀，包括蝶阀壳体8以及设置于蝶阀壳体8内的阀板10；蝶阀壳体8的顶部连接有外筒1和放散筒2且放散筒2位于外筒1内，放散筒2的下部筒壁上设置有放散口16，放散筒2内设置有活塞4，活塞4通过上下往复运动打开或关闭放散口16；活塞4为筒状结构且内壁上固定有支撑板5，阀板10与连杆9机构的底部连接，连杆9机构的顶部贯穿支撑板5并通过螺母固定，支撑板5与螺母之间设置有弹性元件；放散筒2内壁上位于放散口16下方的位置处设置有与放散口16连通的卸压槽3。

上述的外筒1用于与外部消音器或放散管道连接，外筒1套设于放散筒2外且与蝶阀壳体8不连通；放散筒2的底部与蝶阀壳体8的顶部连通，放散筒2的下部筒壁上沿环向间隔设置有若干放散口16，放散筒2通过放散口16与外筒1连通。支撑板5可以焊接在活塞4的内壁上。

本实施例中阀板10通过连杆9机构、支撑板5带动活塞4上下往复运动，使阀门处于送风状态或放散状态。当阀板10水平、活塞4下移且放散口16关闭时(活塞4的底部遮住了卸压槽3)，阀门处于送风状态，当阀板10边沿与蝶阀壳体8的内壁贴合、活塞4上移且放散口16打开时，阀门处于放散状态。由于放散筒2的内壁上位于放散口16下方的位置处设置有与放散口16连通的一圈卸压槽3，因此当冷风主管压力波动导致超过安全压力时，冷风压力顶起活塞4压缩弹性元件，虽然阀板10被驱动装置锁住，连杆9机构不动，但活塞4仍然能够上移一定距离，当卸压槽3露出时(活塞4下端未达到放散口16)，冷风经由卸压槽3、放散口16排出，冷风主管压力降低，直至低于安全压力，活塞4下移，再次遮住卸压槽3，可有效避免因冷风压力波动导致冷风主管超压而损坏设备及管道的问题。

由于冷风流量大、流速快、压力高，为了减少送风时阀板10受力及冲刷，同时减少阀板10处冷风压力损失，正常送风时阀板10应尽量水平，这样迎风面截面积最小；通过设置弹性元件，可有效消除连杆9、拉杆6的尺寸及装配误差造成活塞4形程偏小以及阀板10不能完全摆动至水平的情况，保证阀板10受力及冲刷最小，阀板10处压力损失最小。

本实施例中，弹性元件可以为弹簧或碟簧组13，进一步优化的，弹性元件为碟簧组13，由若干对碟簧叠加而成，针对不同高炉冷风压力不同，可以灵活增减碟簧的个数，以调整冷风安全压力值。

优化上述实施例，如图5所示，弹性元件与支撑板5之间设置有球铰副14，球铰副14的底部固定于支撑板5上。通过设置一对球铰副14，可有效吸收拉杆6运动时的偏摆，确保碟簧始终沿轴向受压，碟簧间不会发生相对位移，受力更好。进一步地，弹性元件与螺母之间设置有压板12，当阀板10逐渐开启时，阀板10通过连杆9带动拉杆6向下运动，压板12压缩弹性元件，进而带动活塞4向下运动，直至活塞4完全遮住放散口16和卸压槽3。进一步优化地，压板12的底面和球铰副14的顶面上均设置有限位槽，用于限制碟簧水平移动；螺母为双螺母11，可以防松及便于拆卸。

优化上述实施例，阀板10与活塞4共用一套驱动装置，且阀板10与驱动装置(图中未示意)连接，驱动装置驱动阀板10在蝶阀壳体8内摆动，阀板10通过连杆9机构带动活塞4在放散筒2内上下往复运动。当阀板10往开启方向运动时，阀板10通过连杆9机构下拉活塞4，送风通道逐渐打开，放散通道逐渐关闭，并在阀板10水平时，送风通道完全打开，活塞4完全遮住了放散筒2的筒壁上的放散口16和卸压槽3，放散通道完全关闭，冷风全部经送风通道送往高炉；当阀板10往关闭方向运动时，阀板10通过连杆9机构推动活塞4向上运动，送风通道逐渐关闭，放散通道逐渐打开，并在阀板10的边沿完全与蝶阀壳体8的内壁贴合时，送风通道完全关闭，活塞4完全离开放散口16，放散通道完全打开，冷风全部经放散通道放散。一方面减少了一套驱动装置，且阀门控制更简单，另一方面当一个通道(送风通道或放散通道)逐渐关小，另一个通道随之逐渐增大，使冷风主管压力波动不致太大，避免憋压，更安全。

具体地，如图1和图2所示，连杆9机构包括连杆9和拉杆6，连杆9的一端与阀板10铰接，连杆9的另一端与拉杆6的一端铰接，拉杆6的另一端贯穿支撑板5并通过螺母固定。阀板10通过连杆9及拉杆6带动活塞4上下往复运动，当阀板10逐渐关闭时，阀板10通过连杆9带动拉杆6推动活塞4向上运动，放散口16也随之一起逐渐开启；当阀板10逐渐开启时，阀板10通过连杆9带动拉杆6下拉活塞4，放散口16也随之一起逐渐关闭。

如图1-图4所示，活塞4顶部的外壁上设置有限位凸环，放散筒2的内壁上设置有限位台阶，限位台阶的台阶面位于放散口16的上方，限位凸环与限位台阶配合对活塞4在放散筒2内的向下运动进行限位。进一步地，蝶阀壳体8内设置有限位板7，当活塞4向下运动至限位凸环与限位台阶接触时，活塞4的底部与限位板7接触，且限位板7上对应活塞4的位置处以及限位台阶的台阶面上均设置有橡胶密封垫15。当阀门处于送风状态时，活塞4顶部的限位凸环与限位台阶上的橡胶密封垫15压实，活塞4的底部与限位板7上的橡胶密封垫15压实，使得活塞4与放散口16四周均形成软密封，与一般采用的间隙密封相比，密封效果大幅提高，可有效避免泄漏。且本实施例中活塞4外壁与放散筒2内壁之间的间隙较间隙密封形式可设置得更大，能够有效避免活塞4卡阻。

优化地，限位板7上设置有通孔以及限位孔，连杆9机构的上部贯穿限位孔。其中，通孔用于连通放散筒2和蝶阀壳体8，限位孔用于限制连杆9机构的上部(拉杆6)，使其始终沿活塞4轴向运动，可最大限度减少活塞4受径向偏力，避免活塞4卡阻。

本实施例中，放散筒2的顶部开口，活塞4的顶部封闭，如图1和图2所示；也可以将活塞4的顶部开口，放散筒2的顶部封闭。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有安全放散功能的冷风放风阀，包括蝶阀壳体以及设置于所述蝶阀壳体内的阀板；其特征在于：所述蝶阀壳体的顶部连接有外筒和放散筒且所述放散筒位于所述外筒内，所述放散筒的下部筒壁上设置有放散口，所述放散筒内设置有活塞，所述活塞通过上下往复运动打开或关闭所述放散口；所述活塞为筒状结构且内壁上固定有支撑板，所述阀板与连杆机构的底部连接，所述连杆机构的顶部贯穿所述支撑板并通过螺母固定，所述支撑板与所述螺母之间设置有弹性元件；所述放散筒内壁上位于所述放散口下方的位置处设置有与所述放散口连通的卸压槽。

2.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述弹性元件为弹簧或碟簧组，所述碟簧组由若干对碟簧叠加而成。

3.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述弹性元件与所述支撑板之间设置有球铰副，所述球铰副的底部固定于所述支撑板上。

4.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述弹性元件与所述螺母之间设置有压板，所述螺母为双螺母。

5.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述连杆机构包括连杆和拉杆，所述连杆的一端与所述阀板铰接，所述连杆的另一端与所述拉杆的一端铰接，所述拉杆的另一端贯穿所述支撑板并通过所述螺母固定。

6.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述活塞顶部的外壁上设置有限位凸环，所述放散筒的内壁上设置有限位台阶，所述限位台阶的台阶面位于所述放散口的上方，所述限位凸环与所述限位台阶配合对所述活塞在所述放散筒内的向下运动进行限位。

7.如权利要求6所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述蝶阀壳体内设置有限位板，当所述活塞向下运动至所述限位凸环与所述限位台阶接触时，所述活塞的底部与所述限位板接触，且所述限位板上对应所述活塞的位置处以及所述限位台阶的台阶面上均设置有橡胶密封垫。

8.如权利要求7所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述限位板上设置有通孔以及限位孔，所述连杆机构的上部贯穿所述限位孔。

9.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述放散筒的顶部开口，所述活塞的顶部封闭。

10.如权利要求1所述的具有安全放散功能的冷风放风阀，其特征在于：所述阀板与驱动装置连接。

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