CN116221470B - 一种防爆降噪煤矿控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了涉及煤矿现场用控制阀的技术领域，尤其涉及一种能够完成防爆降噪功能的煤矿现场用控制阀，包括阀体、布设于阀体内部的柔性通道，阀体上转动布设有操作柄且操作柄转动节点处布设有偏心阀块，偏心阀块内部布设有消音结构，消音结构在自然状态下对柔性通道进行消音处理，阀体的两端均布设有连接头用于连接管道，位于阀体进气口处的连接头上安装有防爆结构。通过利用消音结构保证整个控制阀的稳定性和可靠性，采用防爆结构能够在出现爆裂时进行防堵防泄漏阻止爆裂现象发。

Description

一种防爆降噪煤矿控制阀

技术领域

本发明涉及煤矿现场用控制阀的技术领域，尤其涉及一种能够完成防爆降噪功能的煤矿现场用控制阀。

背景技术

煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭。

煤矿现场尤其是矿井内部充满瓦斯，极易发生爆炸冲击波，煤矿井内具有较多的气动管路且现有控制阀门均采用手动阀门，阀门在流体系统中，主要用来控制流体的方向的装置，是使配管和设备内的气体液流动或停止并能控制其流量的装置。一旦现场出现局部区域发生爆炸形成冲击波，就会造成管道破裂使得内部的气体外溢和瓦斯混合容易发生进一步爆炸性氛围加大事故程度，同时特别是气动管路在工作时具备一定噪音，故此急需一种能够实现煤矿现场高密度瓦斯环境的防爆安全且具备一定降噪功能的控制阀。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种能够实现煤矿现场高密度瓦斯环境的防爆安全且具备一定降噪功能的控制阀。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种防爆降噪煤矿控制阀，包括阀体、布设于阀体内部的柔性通道，阀体上转动布设有操作柄且操作柄转动节点处布设有偏心阀块，偏心阀块内部布设有消音结构，消音结构在自然状态下对柔性通道进行消音处理，阀体的两端均布设有连接头用于连接管道，位于阀体进气口处的连接头上安装有防爆结构。通过利用消音结构保证整个控制阀的稳定性和可靠性，采用防爆结构能够在出现爆裂时进行防堵防泄漏阻止爆裂现象发生。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述消音结构包括布设于偏心阀块内部的空腔以及空腔内部缓冲液以及漂浮缓冲液上的缓冲体，空腔的底部安装有密封螺丝。利用缓冲体和缓冲液来降低噪音的产生，同时还能降低其偏心阀块和操作柄的震频，保证整个控制阀的稳定性和可靠性。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述防爆结构包括相对连接头弧线滑动的动副芯且动副芯位于该连接头和阀体之间，且该连接头内部还安装有与动副芯相对设置的定副芯，定副芯和动副芯相对运动且定副芯和动副芯之间布设有用于绞闭柔性通道的防爆单元且相对动副芯周向运动，操作柄上布设有滑动槽且滑动槽内部滑动安装有传递杆，传递杆活动安装于动副芯上且相对动副芯周向运动，操作柄上布设有弹簧且弹簧的一端与阀体连接、另一端与操作柄安装。通过操作柄能够带动动副芯沿阀体滑动移动，使得其动副芯相对定位芯逐步靠近，带动连接杆发生扭转绞闭柔性通道，进而完成防爆效果。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述防爆单元包括布设于定副芯和动副芯相对一侧且周向分均匀布设的多个连接杆，多个连接杆布设于柔性通道外侧，多个连接杆的两端分别与对应副芯通过球铰链连接，多个连接杆呈一定角度布设于柔性通道的外侧。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述操作柄上还布设有限位结构，阀体内部布设有与限位结构适配的限位突点，在内部柔性通道爆裂后断裂的柔性通道会瞬间作用偏心阀块，此时操作柄力学平衡被破坏并在弹簧作用下复位，同时经传递杆带动动副芯向靠近偏心阀块的一侧移动，多个连接杆绞闭柔性通道呈麻花状闭合结构。偏心阀块处于开启状态，利用爆炸瞬间冲击波的能力将柔性通道在偏心阀块处会出现断裂结合进气口的压力，使断裂的柔性通道对偏心阀块瞬间强作用，使得限位结构和限位突点分离，操作柄的平衡状态破坏，操作柄会在弹簧作用下向更进一步开启状态开启，使得操作柄会进一步完成开启，同时会带动传递杆将动副芯沿阀体进行周向拉伸回收，最终使得连接杆呈麻花状绞闭柔性通道实现该处管路的防爆功能。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述连接杆的外侧布设有尼龙层以及柔性通道的外壁布设有耐磨层。通过尼龙层和耐磨层能够保证柔性通道和连接杆的有效闭合处理同时还能避免二者因为绞闭造成柔性通道的使用。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述连接杆的内部布设有次级消音结构，次级消音结构包括布设于连接杆内部的中空结构且中空结构内部沿长度方向均匀布设有防窜板且防窜板上均匀布设有锥形孔，中空结构内部空间填充有2/3体积的缓冲液。由于连接杆内部采用次级消音结构，在绞闭柔性通道时能够通过内部的缓冲液穿梭防窜板，使得消除攒动的动能，降低震频，在绞闭过程中由于快速缩小柔性通道口径会出现噪音，通过次级降噪结构能够有效静音效果。同时由于缓冲液的体积大概在空腔容积的2/3，这样会使得内部为一个液气共混相，利于内部的降噪和降频。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述连接杆的截面为圆形、矩形或椭圆形结构，连接杆整体为弧形杆或线性杆。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述偏心阀块在自然状态下时操作柄受力平衡且弹簧处于拉伸状态、关闭柔性通道时操作柄运动至最大关闭位置且受压结构和阀体内部的限位辊适配。通过受压结构和限位辊适配，能够对其受压结构在拉伸状态下地弹簧配合限位辊实现结构上的稳定。

在本申请技术方案的基础上作出进一步改进，所述连接头内侧端部安装有T型安装槽且柔性通道的端部设置有与T型安装槽承插安装固定的外翻翼缘。由于二者采用T型安装槽能够使得与柔性通道的外翻翼缘进行有效且具备一定强度的结合，在连接头和管道安装后，对其外翻翼缘端部进行有效施压处理，能够使得T型安装槽和外翻翼缘能够更好地连接安装。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

通过偏心阀块在初始状态下能够适当减小柔性通道的截面积，且操作柄在拉伸状态下的弹簧处于平衡状态，当管道受到局部区域爆炸瞬间形成的冲击波时，由于偏心阀块处于开启状态且同时还对柔性通道的截面积处于一定减小的条件下，利用爆炸瞬间冲击波的能力将柔性通道在偏心阀块处会出现断裂结合进气口的压力，使断裂的柔性通道对偏心阀块作用，使得限位结构和限位突点分离，操作柄的平衡状态破坏，操作柄会在弹簧作用下向更进一步开启状态开启，使得操作柄会进一步完成开启，同时会带动传递杆将动副芯沿阀体进行周向拉伸回收，最终使得连接杆呈麻花状绞闭柔性通道实现该处管路的防爆功能。同时偏心阀块内部设置有消音结构，利用缓冲体和缓冲液来降低噪音的产生，同时还能降低其偏心阀块和操作柄的震频，保证整个控制阀的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构剖面图；

图3为本发明的定副芯和动副芯的连接关系图；

图4为本发明连接头内部的结构示意图；

图5为本发明偏心阀块和阀体之间的限位结构和限位突点的连接关系图；

图6为本发明偏心阀块内部的消音结构示意图；

图7为本发明连接杆内部的结构示意图。

图中：10、阀体；11、连接头；111、定副芯；112、动副芯；20、柔性通道；113、传递杆；114、滑动槽；115、弹簧；116、连接杆；117、防窜板；118、T型安装槽；30、操作柄；31、偏心阀块；32、空腔；33、缓冲体；34、密封螺丝；35、受压结构。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

实施例1：如图1所示，一种防爆降噪煤矿控制阀，包括阀体10、布设于阀体10内部的柔性通道20，阀体10上转动布设有操作柄30且操作柄30转动节点处布设有偏心阀块31，偏心阀块31内部布设有消音结构，消音结构在自然状态下对柔性通道20进行消音处理，消音结构包括布设于偏心阀块31内部的空腔32以及空腔32内部缓冲液以及漂浮缓冲液上的缓冲体33，空腔32的底部安装有密封螺丝34；偏心阀块31内部设置有消音结构，利用缓冲体33和缓冲液来降低噪音的产生，同时还能降低其偏心阀块31和操作柄30的震频，保证整个控制阀的稳定性和可靠性。

如图2所示，阀体10的两端均布设有连接头11用于连接管道，位于阀体10进气口处的连接头11上安装有防爆结构，防爆结构包括相对连接头11弧线滑动的动副芯112且动副芯112位于该连接头11和阀体10之间，且该连接头11内部还安装有与动副芯112相对设置的定副芯111，定副芯111和动副芯112相对运动且定副芯111和动副芯112之间布设有用于绞闭柔性通道20的防爆单元，防爆单元包括布设于定副芯111和动副芯112相对一侧且周向分均匀布设的多个连接杆116，多个连接杆116布设于柔性通道20外侧，多个连接杆116的两端分别与对应副芯通过球铰链连接，多个连接杆116呈一定角度布设于柔性通道20的外侧。

如图1和图2所示，操作柄30上布设有滑动槽114且滑动槽114内部滑动安装有传递杆113，传递杆113活动安装于动副芯112上，操作柄30上布设有弹簧115且弹簧115的一端与阀体10连接、另一端与操作柄30安装。

如图5所示，操作柄30上还布设有限位结构35，阀体10内部布设有与受压结构35适配的限位突点，在内部柔性通道20爆裂后断裂的柔性通道20配合管路压力会瞬间强作用偏心阀块31，受压结构35和限位辊分离，此时操作柄30力学平衡被破坏并在弹簧115作用下复位，同时经传递杆113带动动副芯112向靠近偏心阀块31的一侧移动，多个连接杆116绞闭柔性通道20呈麻花状闭合结构。利用多个连接杆116对柔性管道29绞闭能够有效封堵管路空气进一步外溢，起到防爆效果。

通过偏心阀块31在初始状态下能够适当减小柔性通道20的截面积，且操作柄30在拉伸状态下的弹簧115处于平衡状态，当管道收到爆炸瞬间冲击波时，由于偏心阀块31处于开启状态，利用爆炸瞬间冲击波的能力将柔性通道20在偏心阀块31处会出现断裂结合进气口的压力，使断裂的柔性通道20对偏心阀块31瞬间强作用，使得限位结构35和限位突点分离，操作柄31的平衡状态破坏，操作柄31会在弹簧115作用下向更进一步开启状态开启，使得操作柄31会进一步完成开启，同时会带动传递杆113将动副芯112沿阀体10进行周向拉伸回收，最终使得连接杆116呈麻花状绞闭柔性通道20实现该处管路的防爆功能。同时偏心阀块31内部设置有消音结构，利用缓冲体33和缓冲液来降低噪音的产生，同时还能降低其偏心阀块31和操作柄30的震频，保证整个控制阀的稳定性和可靠性。

实施例2：在上述实施例的基础上作出如下改进：连接杆116的外侧布设有尼龙层以及柔性通道20的外壁布设有耐磨层，连接杆116的截面为圆形、矩形或椭圆形结构，连接杆116整体为弧形杆或线性杆，连接杆116的截面优选为圆形结构和线性杆。通过尼龙层和耐磨层能够保证柔性通道20和连接杆116的有效闭合处理同时还能避免二者因为绞闭造成柔性通道20的使用。

实施例3：如图7所示，在上述实施例的基础上作出如下改进：连接杆116的内部布设有次级消音结构，次级消音结构包括布设于连接杆116内部的中空结构且中空结构内部沿长度方向均匀布设有防窜板117且防窜板117上均匀布设有锥形孔，中空结构内部空间填充有2/3体积的缓冲液。由于连接杆116内部采用次级消音结构，在绞闭柔性通道时能够通过内部的缓冲液穿梭防窜板117，使得消除攒动的动能，降低震频，在绞闭过程中由于快速缩小柔性通道20口径会出现噪音，通过次级降噪结构能够有效静音效果。

实施例4：如图1、2、3所示，在上述实施例的基础上作出如下改进：所述偏心阀块31在自然状态下时操作柄30受力平衡且弹簧115处于拉伸状态、关闭柔性通道20时操作柄30运动至最大关闭位置且受压结构35和阀体10内部的限位辊适配。

实施例5：如图2和图4所示，在上述实施例的基础上作出如下改进：连接头11内侧端部安装有T型安装槽118且柔性通道20的端部设置有与T型安装槽118承插安装固定的外翻翼缘。由于二者采用T型安装槽118能够使得与柔性通道20的外翻翼缘进行有效且具备一定强度的结合，在连接头11和管道安装后，能够使得T型安装槽118和外翻翼缘能够更好地连接安装。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代，也可以是完整的技术方案。根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，包括阀体（10）、布设于阀体（10）内部的柔性通道（20），阀体（10）上转动布设有操作柄（30）且操作柄（30）转动节点处布设有偏心阀块（31），偏心阀块（31）内部布设有消音结构，消音结构在自然状态下对柔性通道（20）进行消音处理，阀体（10）的两端均布设有连接头（11）用于连接管道，位于阀体（10）进风口处的连接头（11）上安装有防爆结构；

所述消音结构包括布设于偏心阀块（31）内部的空腔（32）以及空腔（32）内部缓冲液以及漂浮缓冲液上的缓冲体（33），空腔（32）的底部安装有密封螺丝（34）；

所述防爆结构包括相对连接头（11）弧线滑动的动副芯（112）且动副芯（112）位于该连接头（11）和阀体（10）之间，且该连接头（11）内部还安装有与动副芯（112）相对设置的定副芯（111），定副芯（111）和动副芯（112）相对运动且定副芯（111）和动副芯（112）之间布设有用于绞闭柔性通道（20）的防爆单元，操作柄（30）上布设有滑动槽（114）且滑动槽（114）内部滑动安装有传递杆（113），传递杆（113）活动安装于动副芯（112）上且相对动副芯（112）周向运动，操作柄（30）上布设有弹簧（115）且弹簧（115）的一端与阀体（10）连接、另一端与操作柄（30）安装；

所述防爆单元包括布设于定副芯（111）和动副芯（112）相对一侧且周向分均匀布设的多个连接杆（116），多个连接杆（116）布设于柔性通道（20）外侧，多个连接杆（116）的两端分别与对应副芯通过球铰链连接，多个连接杆（116）呈一定角度布设于柔性通道（20）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，所述操作柄（30）上还布设有限位结构（35），阀体（10）内部布设有与限位结构（35）适配的限位突点，在内部柔性通道（20）爆裂后断裂的柔性通道（20）会瞬间作用偏心阀块（31），此时操作柄（30）力学平衡被破坏并在弹簧（115）作用下复位，同时经传递杆（113）带动动副芯（112）向靠近偏心阀块（31）的一侧移动，多个连接杆（116）绞闭柔性通道（20）呈麻花状闭合结构。

3.根据权利要求1所述的一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，所述连接杆（116）的外侧布设有尼龙层以及柔性通道（20）的外壁布设有耐磨层。

4.根据权利要求3所述的一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，所述连接杆（116）的内部布设有次级消音结构，次级消音结构包括布设于连接杆（116）内部的中空结构且中空结构内部沿长度方向均匀布设有防窜板（117）且防窜板（117）上均匀布设有锥形孔，中空结构内部空间填充有2/3体积的缓冲液。

5.根据权利要求3所述的一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，所述连接杆（116）的截面为圆形、矩形或椭圆形结构，连接杆（116）整体为弧形杆或线性杆。

6.根据权利要求3所述的一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，所述偏心阀块（31）在自然状态下时操作柄（30）受力平衡且弹簧（115）处于拉伸状态、关闭柔性通道（20）时操作柄（30）运动至最大关闭位置且限位结构（35）和阀体（10）内部的限位突点适配。

7.根据权利要求1所述的一种防爆降噪煤矿控制阀，其特征在于，所述连接头（11）内侧端部安装有T型安装槽（118）且柔性通道（20）的端部设置有与T型安装槽（118）承插安装固定的外翻翼缘。

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