CN213685358U - 高温矿粉用阀组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温矿粉用阀组，其特征在于，具有：设置于上游侧的上位阀体；和设置于下游侧，与所述上位阀体连通的下位阀体；所述上位阀体用于阻止矿粉，所述下位阀体用于气密。其优点在于，区别于现有的单阀结构，本实用新型使上位阀体用于阻止矿粉，下位阀体用于气密而构成阀组，使得阀组在保证工作的可靠性的同时，延长阀体的使用寿命，降低设备长期使用的维护成本。

Description

高温矿粉用阀组

技术领域

本实用新型涉及一种高温矿粉用阀组，具体地说是一种用于高温的大粒度矿粉尤其是铁矿粉的阀组。

背景技术

用于截断高温矿粉的阀体多采用球阀，由于其独特的结构和加工工艺，使其可在磨损、高温、腐蚀或粘性等特殊工况下连续稳定地运行，性能可靠，广泛应用于冶金、化工等领域。球阀是对高温物料截断和密封使用效果最好、应用最多的开关阀门。但目前高温大粒度铁矿粉工况用耐磨球阀，一般采用单阀、单向硬密封球阀，阀座无法长时间达到整体密封效果，且容易出现卡死卡涩，无法顺畅开关。传统阀座、阀杆周围的预留高温形变间隙导致细小粉尘介质侵入，磨损密封原件，且在使用过程中，因粉尘等颗粒状物质在球体或阀座上粘连，启闭时容易引起阀座或球体磨损、阀座与球体抱死，从而导致密封失效。这样大大减少了阀门的使用寿命，并难以适应高温、耐磨工况阀门的使用性能要求，阀门的使用寿命、密封性以及耐高温性直接影响喷吹系统的正常运转。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高温矿粉用阀组，其特征在于，具有：设置于上游侧的上位阀体；和设置于下游侧，与所述上位阀体连通的下位阀体；所述上位阀体用于阻止矿粉，所述下位阀体用于气密。区别于现有的单阀结构，本实用新型使上位阀体用于阻止矿粉，下位阀体用于气密而构成阀组，使得阀组在保证工作的可靠性的同时，延长阀体的使用寿命，降低设备长期使用的维护成本。

优选所述的阀组，其特征在于：所述上位阀体和/或所述下位阀体为球阀，在阀座上设置有与阀体内的球体密封的密封环，在阀座与密封环之间设置有对密封环施加朝向球体方向的预压力的碟形弹簧。利用蝶形弹簧取代以往的圆柱弹簧，能够是阀体长期在高温环境下保持稳定的预压力而实现阀体密封，并提高动作可靠性。

优选所述的阀组，其特征在于：所述碟形弹簧形在自由状态下，外周侧相对于内周侧向球体侧偏移，在安装状态下，所述碟形弹簧的外周侧被所述密封环向球体相反侧施压，而对所述密封环施加朝向球体方向的预压力。即使蝶形弹簧工作在高温环境下，也可以利用自身外周侧的形状，以外周侧的压紧内应力反力的方式稳定地向球体施加预压力。使得预压力受温度变化影响小，适于在宽的温度范围内工作。

优选所述的阀组，其特征在于：所述上位阀体为球阀，在所述上位阀体的阀座的座面上，形成有周向分布的多个排渣槽。排渣槽可以有效阻挡矿粉，并使气体通过设置于阀座的密封环，实现矿渣的排除。

优选所述的阀组，其特征在于：在所述上位阀体的阀座的侧壁面上，形成于与所述多个排渣槽相应设置的多个连通槽，通过所述多个连通槽和排渣槽使所述上位阀体的密封环的上游侧空间，和球体与所述上位阀体内的内壁面之间的间隙连通。利用连通槽和排渣槽，可增大气体通过率，提高排渣效率。

优选所述的阀组，其特征在于：所述上位阀体和/或所述下位阀体为球阀，在所述球阀的球体的支撑轴内设置有气体通路，将从外部的供气系统供给的吹扫气体供给至阀腔内，排除堆积在阀腔内的矿渣。利用带有气路的支撑轴，能够有效清理阀腔内的矿渣，从而提高阀体的使用寿命，降低维护成本。

优选所述的阀组，其特征在于：在所述上位阀体和所述下位阀体之间设置有连通管，并且进一步优选所述连通管为波纹管。利用连通管，尤其是波纹管连接上位阀体和下位阀体，能够是阀组的设置便捷，更容易操作，需要的定位精度显著降低，从而降低设备使用、维护的成本。

优选所述的阀组，其特征在于：所述上位阀体为双支撑轴，单侧密封结构。根据该结构，能够提高上位阀体对于矿渣排除效率，并且由于其工作环境更为恶劣，双支撑轴能够提供更好的稳定性和更长的使用寿命。

另外还优选所述的阀组，其特征在于：所述下位阀体为双侧密封结构。在上位阀体已经实现阻止矿粉的功能的情况下，下位阀体采用双侧密封结构，能够提高气密性，并具有更好的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式的高温矿粉用阀组主视图；

图2是本实用新型优选实施方式的阀组俯视图；

图3是图2所示阀组的A-A剖视图；

图4是图3的局部放大图。

具体实施方式

下面，结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式进行详细说明。

图1是本实用新型优选实施方式的高温矿粉用阀组主视图；图2是本实用新型优选实施方式的阀组俯视图；图3是图2所示阀组的A-A剖视图；图4是图3的局部放大图。

在本实施方式中，高温矿粉用阀组构成为联合阀组1，包括设置于上游侧(箭头X方向的反方向)的上位阀体100和设置于下游侧，与上位阀体100连通的下位阀体200。在本实施方式中，在上位阀体100和下位阀体200之间，使用波纹管300作为连通管，来连通上位阀体100和下位阀体200，形成使矿粉箭头X方向流通的通路，并由上位阀体100和下位阀体200控制矿粉流通/截止。

通过设置波纹管300连通上位阀体100和下位阀体200，能够使得对上位阀体100和下位阀体200进行固定时不必保证定位的精度，并且可便于安装。在波纹管300与其两端所连接的上位阀体100和下位阀体200，可连通法兰容易地连接固定。从而是安装便捷，不受安装空间的限制。

在本实施方式中，对于上位阀体100和下位阀体200均使用了球阀。在本实施方式中，为了使上位阀体100和下位阀体200对矿粉具有更好的流通/截止特性，使上位阀体100构成为用于阻挡矿粉的矿粉密封阀，使下位阀体200构成为用于气密的阀体。在从上位阀体100和下位阀体200开启，矿粉流通的状态下，切换为截止矿粉流通的状态时，关闭上位阀体100，能够阻止绝大部分的矿粉通过，再关闭下位阀体200，能够在有效地使阀组1截止，而完全阻止矿粉以及推送矿粉的压力气体。

尤其对于生产过程中需要对高温铁矿粉实现正常开启和关闭。通常，铁矿粉为450～850℃的热矿，粒度6mm占80％，热矿需从热矿仓进入中间罐，然后从中间罐进入喷吹罐，通过螺旋给料机进入喷吹管线，喷吹控制系统需要频繁开启和关闭控制阀来对热矿进行，对阀门的磨损严重。这种情况下，对阀门质量的要求非常高，以往的采用单一阀门的情况下，普通的阀门无法满足正常的连续输送物料，一旦阀门损坏或不能实现完全密封，将会造成喷吹顺控无法正常运行，严重时将会造成整个热矿喷吹系统的停产检修，因此阀门本身的成本，以及设备运行、维护的成本非常高。

在本实施方式中，通过采用上位阀体100和下位阀体200，使上位阀体100用于阻止矿粉，下位阀体200用于气密，从而形成阀组1，能够在有效保证矿粉的通过/截止动作的可靠性和密封性的同时，大大提高阀组1的使用寿命。并且，能够在不降低设备稳定性的条件下，使上位阀体100和下位阀体200的制造成本得到有效地控制，大大降低设备运行、维护所需的费用。

另外，在为了使上位阀体100和下位阀体200能够长期稳定地工作，尤其是应对高温的矿粉喷吹的工况，在本实施方式中以上位阀体100为例，在上位阀体100的阀座110上设置有与上位阀体100内的球体120密封的密封环130，并且在阀座110与密封环130之间设置有对密封环130施加朝向球体120方向的预压力的碟形弹簧140。碟形弹簧140在自由状态下，其外周侧相对于内周侧向下游侧，即向球体120侧偏移，而在在安装状态下，碟形弹簧140的外周侧被密封环130向上游侧压缩，而对密封环130施加朝向球体120方向的预压力。

在通常的球阀中，在浮动球阀的阀座和与阀体内的球体密封的密封环之间设置圆柱弹簧，用于对密封环施加朝向球体的预压力。在应对高温矿粉喷吹的情况下，圆柱弹簧长期处在受热的工作状态下，其弹力衰减明显。尤其在喷吹450～850℃的高温铁矿粉的情况下，圆柱弹簧的弹力衰减使得对密封环施加的预压力显著下降，从而导致球阀密封性下降。然而，在本发明中，使用碟形弹簧140对密封环130施加预压力的情况下，能够利用碟形弹簧140自身的环形结构有效地维持高温下抗压强度，从而保证在高温工作下仍然能够稳定的对密封环130施加预压力。另外，通过使碟形弹簧140在自由状态下，其外周侧相对于内周侧向下游侧，即向球体120侧偏移，能够使碟形弹簧140在受到密封环130的反作用力而被压缩时，由外周的挤压内应力产生稳定的弹力，并且即使在受到大范围的温度变化的情况下，也能够使施加于密封环130的预压力的变化幅度尽可能地小。从而适宜在大范围温度变化的工况下保持球阀密封性稳定。以上以上位阀体100为例进行了说明，对于下位阀体200也可以使用同样的结构，在此省略重复的说明。

在本实施方式中，为了使上位阀体100能够稳定的阻止矿粉，在上位阀体100的阀座110的座面上形成周向分布的多个排渣槽150。由于排渣槽150沿座面设置，在一定程度上使上位阀体100对气体的密封性下降，然而对于通常平均粒度6mm的矿粉来说，能够有效阻止矿粉通过，从而实现阻止矿粉的目的。在关闭上位阀体100后，矿粉被阻止，但推送的喷吹气体并未完全被截止，仍有一部分气体经排渣槽150越过密封环130，流到球体120与阀体100内壁之间的缝隙，将其中的细碎的矿渣排出后，再因下位阀体200关闭而最终被截止。这样也保护了下位阀体200在关闭时，因有大粒度的矿渣而造成磨损、卡止等早期损坏的情形的发生。同时对于上位阀体100而言，在截止矿粉后，仍利用小的气流清除球体120与阀体100内壁面之间的缝隙的细小矿渣，从而使其在再度开启时，不会发生卡滞，而延长使用寿命。

而且，在本实施方式中，在上位阀体100的阀座110的侧壁面上，形成于与所述多个排渣槽150相应设置的多个连通槽(被密封环130和球体120遮挡而不可见)，利用该多个连通槽150使得上位阀体100关闭时，喷吹气流能够稳定的绕过碟形弹簧140和密封环130而吹送到阀体100内壁面和球体120之间的间隙，得到更稳定的清理矿渣的效果。而且，根据本发明可通过设定连通槽和排渣槽150的孔径，使上位阀体100适用于不同种类的矿粉输送的流通/截止操作。

如图3、4所示，在本实施方式中，对于上位阀体100，采用在球体120的上下侧分别设置支撑轴的结构，即具有上支撑轴160和下支撑轴170，上支撑轴160设置为驱动轴，通过填料箱180经填料压盖181密封而伸出，与驱动机构190连接。驱动机构190包括一对作为执行机构的气缸191、192对上支撑轴160施加扭转力矩，驱动球体120转动，实现阀体的打开/关闭。另一方面，上位阀体100的下支撑轴170与上支撑轴160对置设置，因只起到支撑作用，因此下支撑轴170经形成在上位阀体100壁面上的孔伸入阀体100内，与形成在球体120上的轴孔121嵌合，可使球体120在下支撑轴170的支撑下自由转动。

上位阀体100用于阻止矿粉，需要较大操作扭矩，直接接触矿粉和细碎的矿渣，使其通过或将其截止，因此使用双支撑轴160、170，单侧密封的结构，以保证其操作的稳定性和耐久性。而对于下位阀体200而言，由于其主要作用是气密，而且在进行开启关/闭动作时已经由上位阀体100预先阻断了矿粉和大部分的矿渣，工作条件更为清洁，因此在本实施方式中，对其采用双侧密封的结构，即在阀体200的上下游侧分别设置阀座及密封组件210、220，以增强下位阀体200对于气体的密封性，从而提高整个阀组的气密性。由于采用双侧密封结构，因此，下位阀体100可以使用仅具有一个上支撑轴230的单支撑轴结构。这样，使得下位阀体200结构更为简化，能够长期稳定的工作，延长使用寿命。

不仅如此，在本实施方式中，在上位阀体100的上下支撑轴160、170的中心，分别设置有沿轴向的贯通孔161、171。利用贯通孔161、171，将从外部供给的吹扫气供给到阀腔内，将堆积在阀腔内的细碎矿渣吹扫清除，从而能够大大延长工作在恶劣环境中的上位阀体100的使用寿命。

以上，对本实用新型的一个具体实施方式进行了详细说明，但本实用新型不限于此，对于本领域技术人员，能够在不脱离本实用新型的主旨的范围内，对上述本实施方式进行各种变形、变更和修改，这些变形、变更和修改均落入本实用新型权利要求书所记载的技术范围。

Claims (10)

1.一种高温矿粉用阀组，其特征在于，具有：

设置于上游侧的上位阀体；和

设置于下游侧，与所述上位阀体连通的下位阀体；

所述上位阀体用于阻止矿粉，所述下位阀体用于气密。

2.如权利要求1所述的阀组，其特征在于：

所述上位阀体和/或所述下位阀体为球阀，

在阀座上设置有与阀体内的球体密封的密封环，

在阀座与密封环之间设置有对密封环施加朝向球体侧方向的预压力的碟形弹簧。

3.如权利要求2所述的阀组，其特征在于：

所述碟形弹簧在自由状态下，外周侧相对于内周侧向球体侧偏移，

在安装状态下，所述碟形弹簧的外周侧被所述密封环向球体相反侧压缩，而对所述密封环施加朝向球体侧方向的预压力。

4.如权利要求1所述的阀组，其特征在于：

所述上位阀体为球阀，

在所述上位阀体的阀座的座面上，形成有周向分布的多个排渣槽。

5.如权利要求4所述的阀组，其特征在于：

在所述上位阀体的阀座的侧壁面上，形成于与所述多个排渣槽相应设置的多个连通槽，

通过所述多个连通槽和排渣槽使所述上位阀体的密封环的上游侧空间，和球体与所述上位阀体内的内壁面之间的间隙连通。

6.如权利要求1所述的阀组，其特征在于：

所述上位阀体和/或所述下位阀体为球阀，

在所述球阀的球体的支撑轴内设置有气体通路，将从外部的供气系统供给的吹扫气体供给至阀腔内，排除堆积在阀腔内的矿渣。

7.如权利要求1所述的阀组，其特征在于：

在所述上位阀体和所述下位阀体之间设置有连通管。

8.如权利要求7所述的阀组，其特征在于：

所述连通管为波纹管。

9.如权利要求1所述的阀组，其特征在于：

所述上位阀体为双支撑轴，单侧密封结构。

10.如权利要求1所述的阀组，其特征在于：

所述下位阀体为双侧密封结构。

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