《一種煤粉流量調節閥》是合肥通用環境控制技術有限責任公司於2015年11月11日申請的發明專利，該專利申請號為2015107703163，公布號為CN105276198A，專利公布日為2016年1月27日，發明人是王渭、明友、陳鳳官、郝偉沙。
《一種煤粉流量調節閥》屬於乾煤粉氣化領域，具體涉及一種用於調節氣載煤粉流量大小的調節閥。該流量調節閥包括閥體，所述閥體上設有流體流入口、流體流出口，閥體內設有用於調節流體流量的閥芯，所述閥體與閥芯之間的間隙處設有與閥體襯套連線且套設在閥芯外側並與閥芯滑動配合、用於阻擋雜物由閥體與閥芯之間的間隙進入閥蓋處的擋圈。擋圈有效避免了異物從閥體與閥芯之間的間隙進入閥蓋處而對波紋管閥桿造成的破壞，擋圈在阻擋異物的同時還對閥芯的運動起著導向作用，另外，由於擋圈板面的齒形孔，閥蓋上的吹掃孔導入的氣流可以通過所述的齒形孔均勻地進入閥體的下游，便於吹掃氣流將波紋管閥桿處的煤粉以及擋圈上的雜物吹掃乾淨。
2019年5月16日，《一種煤粉流量調節閥》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種煤粉流量調節閥》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種煤粉流量調節閥
- 公布號：CN105276198A
- 公布日：2016年1月27日
- 申請號：2015107703163
- 申請日：2015年11月11日
- 申請人：合肥通用環境控制技術有限責任公司
- 地址：安徽省合肥市高新區西四路9號
- 發明人：王渭、明友、陳鳳官、郝偉沙
- 代理機構：合肥和瑞智慧財產權代理事務所
- 代理人：王挺
- Int.Cl.：F16K1/00(2006.01)I、F16K1/36(2006.01)I、F16K1/32(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
乾煤粉加壓氣化工藝中，進入氣化爐的煤粉流量需要調節閥來進行控制。該調節閥包括閥體，閥體上端為流體流入口、下端由驅動裝置驅動閥桿帶動閥芯在閥體內上下運動，閥體側壁上設有流體流出口，該調節閥的閥芯呈桶狀且桶口朝向流體流入口，閥芯的桶壁上設定有貫穿閥芯一側桶壁的U型節流通道，煤粉氣流由流體流入口進入閥體，然後進入桶狀閥芯內並由桶狀閥芯的桶壁上設定的U型節流通道通過，再經閥體側壁上的流體流出口流出。閥芯在上下運動過程中靠改變閥芯上的U型節流通道與流體流出口對準的視窗面積來實現煤粉流量的調節。由於現場操作及工藝方面的種種原因，流經閥門的介質中常常帶有鐵絲、焊條、較硬的塊狀物等異物，另外由於該調節閥採用倒置安裝，因此異物很容易從閥體與閥芯之間的間隙進入閥蓋處，並對波紋管閥桿造成破壞，縮短了調節閥的使用壽命，增加了設備的維護成本。
發明內容
專利目的
《一種煤粉流量調節閥》提供一種用於調節氣載煤粉流量的調節閥，該調節閥結構有效避免了異物從閥體與閥芯之間的間隙進入閥蓋處，對波紋管閥桿具有很好的保護作用。
技術方案
《一種煤粉流量調節閥》包括閥體，所述閥體上設有流體流入口、流體流出口，閥體內設有用於調節流體流量的閥芯，所述閥體與閥芯之間的間隙處設有與閥體襯套連線且套設在閥芯外側並與閥芯滑動配合、用於阻擋雜物由閥體與閥芯之間的間隙進入閥蓋處的擋圈。
進一步的技術方案：所述的擋圈為圓環狀板體結構，沿著所述擋圈內側設有貫穿擋圈板面的齒形孔。
進一步的技術方案：所述的閥體襯套由閥體進口段襯套、閥體中腔襯套、閥體出口段襯套組成，所述閥體進口段襯套一端為流體流入口，另一端與閥體中腔襯套連線，閥體中腔襯套側壁處設有流體流出口，所述的流體流出口連線閥體出口段襯套，所述閥芯呈桶狀結構且桶口朝向流體流入口布置，閥芯桶壁上設有貫穿閥芯一側桶壁的節流通道，所述閥芯通過閥芯桶底部連線的波紋管閥桿的帶動沿閥體中腔襯套的軸向來回運動以調節節流通道與流體流出口對準的視窗面積。
進一步的技術方案：所述的進口段襯套、閥體中腔襯套、閥體出口段襯套以及閥芯均由耐磨金屬陶瓷材料製成；所述閥芯外壁設定的密封面與閥體中腔襯套內壁密封面構成密封副。
進一步的技術方案：所述擋圈螺紋連線於中腔襯套的內壁上且臨近流體流出口布置，所述擋圈套設在閥芯的外桶壁並與閥芯的外桶壁構成滑動配合。
進一步的技術方案：所述閥體襯套中流體的流入方向與流出方向之間的夾角為60°。
進一步的技術方案：所述節流通道由所述閥芯在桶口處開設的梯形缺口構成，所述梯形缺口較長的底邊位於桶沿處，較短的底邊呈弧形且弧形曲率中心位於節流通道內。進一步的技術方案：所述閥芯包括與波紋管閥桿相連的閥芯部件，以及與閥芯部件可拆卸式連線的節流通道部件，所述節流通道部件為構成閥芯中部分桶壁的半圓弧形彎板結構，所述節流通道位於所述半圓弧形彎板上。
進一步的技術方案：所述半圓弧形彎板的弧形側邊與閥芯部件的連線處通過定位銷連線定位，所述半圓弧形彎板的相對直邊與閥芯部件的連線處分別通過螺釘緊固。 進一步的技術方案：所述的閥蓋處設有向閥體內腔進行吹掃的吹掃孔。
改善效果
《一種煤粉流量調節閥》的有益效果在於：
（1）擋圈有效避免了異物從閥體與閥芯之間的間隙進入閥蓋處，對波紋管閥桿具有很好的保護作用，擋圈在阻擋異物的同時還對閥芯的運動起著導向作用，另外，由於擋圈板面的齒形孔，閥蓋上的吹掃孔導入的氣流可以通過所述的齒形孔均勻地進入閥體的下游，便於吹掃氣流將波紋管閥桿處的煤粉以及擋圈上的雜物吹掃乾淨。
（2）該發明中節流通道的結構相比於傳統的U型節流通道，流通能力更高，節流通道的加工深度更是小於傳統的U型節流通道，相比而言更易於加工且成本更低，閥門結構更緊湊。
（3）該發明中將閥芯做成閥芯部件、節流通道部件兩部分結構，閥芯的節流通道部位磨損後，只需局部更換節流通道部件就能恢復閥門的調節性能，可極大地節約運行成本。
附圖說明
圖1、2分別為《一種煤粉流量調節閥》調節閥全開、全閉狀態下的結構示意圖。
圖3、4為分別該發明中擋圈、閥芯的結構示意圖。
圖5、6、7分別為該發明中閥芯部件的主視圖、俯視圖、左視圖。
圖8、9、10、11分別為該發明中節流通道部件的主視圖、俯視圖、仰視圖、立體圖。
附圖中附圖示記的具體含義如下：1-進料短接、2-閥體、3-中腔襯套、4-閥芯、5-擋圈、6-波紋管閥桿、7-閥蓋、8-閥芯部件、9-定位銷、10-梯形槽部件、11-螺釘、12-節流通道、13-出口段襯套、14-進口段襯套。
技術領域
《一種煤粉流量調節閥》屬於乾煤粉氣化領域，具體涉及一種用於調節氣載煤粉流量大小的調節閥。
權利要求
1.一種煤粉流量調節閥，其特徵在於：包括閥體（2），所述閥體（2）上設有流體流入口、流體流出口，閥體（2）內設有用於調節流體流量的閥芯（4），所述閥體（2）與閥芯（4）之間的間隙處設有與閥體襯套連線且套設在閥芯（4）外側並與閥芯（4）滑動配合、用於阻擋雜物由閥體（2）與閥芯（4）之間的間隙進入閥蓋（7）處的擋圈（5）；所述的擋圈（5）為圓環狀板體結構，沿著所述擋圈（5）內側設有貫穿擋圈（5）板面的齒形孔；所述閥體（2）倒置安裝，即所述閥體（2）安裝時流體流入口處於上側，流體流出口處於下側。
2.如權利要求1所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述的閥體襯套由閥體進口段襯套（14）、閥體中腔襯套（3）、閥體出口段襯套（13）組成，所述閥體進口段襯套（14）一端為流體流入口，另一端與閥體中腔襯套（3）連線，閥體中腔襯套（3）側壁處設有流體流出口，所述的流體流出口連線閥體出口段襯套（13），所述閥芯（4）呈桶狀結構且桶口朝向流體流入口布置，閥芯（4）桶壁上設有貫穿閥芯（4）一側桶壁的節流通道（12），所述閥芯（4）通過閥芯（4）桶底部連線的波紋管閥桿（6）的帶動沿閥體中腔襯套（3）的軸向來回運動以調節節流通道（12）與流體流出口對準的視窗面積。
3.如權利要求2所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述的進口段襯套（14）、閥體中腔襯套（3）、閥體出口段襯套（13）以及閥芯（4）均由耐磨金屬陶瓷材料製成；所述閥芯（4）外壁設定的密封面與閥體中腔襯套（3）內壁密封面構成密封副。
4.如權利要求2所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述擋圈（5）螺紋連線於閥體中腔襯套（3）的內壁上且臨近流體流出口布置，所述擋圈（5）套設在閥芯（4）的外桶壁並與閥芯（4）的外桶壁構成滑動配合。
5.如權利要求2所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述閥體襯套中流體的流入方向與流出方向之間的夾角為60°。
6.如權利要求2所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述節流通道（12）由所述閥芯（4）在桶口處開設的梯形缺口構成，所述梯形缺口較長的底邊位於桶沿處，較短的底邊呈弧形且弧形曲率中心位於節流通道（12）內。
7.如權利要求2或3所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述閥芯（4）包括與波紋管閥桿（6）相連的閥芯部件（8），以及與閥芯部件（8）可拆卸式連線的節流通道部件（10），所述節流通道部件（10）為構成閥芯（4）中部分桶壁的半圓弧形彎板結構，所述節流通道（12）位於所述半圓弧形彎板上。
8.如權利要求7所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述半圓弧形彎板的弧形側邊與閥芯部件（8）的連線處通過定位銷連線定位，所述半圓弧形彎板的相對直邊與閥芯部件（8）的連線處分別通過螺釘緊固。
9.如權利要求8所述的煤粉流量調節閥，其特徵在於：所述的閥蓋（7）處設有向閥體（2）內腔進行吹掃的吹掃孔。
實施方式
《一種煤粉流量調節閥》包括閥體2，所述閥體2上設有流體流入口、流體流出口，閥體2內設有用於調節流體流量的閥芯4，所述閥體2與閥芯4之間的間隙處設有與閥體襯套連線且套設在閥芯4外側並與閥芯4滑動配合、用於阻擋雜物由閥體2與閥芯4之間的間隙進入閥蓋7處的擋圈5。該調節閥在用於氣載煤粉流量的調節時，由於閥體2與閥芯4之間的間隙處設定了擋圈5，氣載煤粉中的雜物可被擋圈5有效攔截，防止了煤粉中異物進入閥蓋7後損壞或卡澀波紋管閥桿6，被攔截的雜物可繼續隨氣流由流體流出口帶出，極大地降低了閥門的維護成本。
所述的擋圈5為圓環狀板體結構，沿著所述擋圈5內側設有貫穿擋圈5板面的齒形孔。該擋圈5在阻擋異物的同時還對閥芯4的運動起著導向作用，保證閥芯4在閥體2內的正常運動；另外，由於擋圈5板面的齒形孔，閥蓋7上的吹掃孔導入的氣流可以通過所述的齒形孔均勻地進入閥體的下游，便於吹掃氣流將波紋管閥桿6處的煤粉以及擋圈5上的雜物吹掃乾淨。
所述的閥體2內壁由閥體進口段襯套14、閥體中腔襯套3、閥體出口段襯套13組成，所述閥體進口段襯套14一端為流體流入口，另一端與閥體中腔襯套3連線，閥體中腔襯套3側壁處設有流體流出口，所述的流體流出口連線閥體出口段襯套13，所述閥芯4呈桶狀結構且桶口朝向流體流入口布置，閥芯4桶壁上設有貫穿閥芯4一側桶壁的節流通道12，所述閥芯4通過閥芯4桶底部連線的波紋管閥桿6的帶動沿閥體中腔襯套3的軸向來回運動以調節節流通道12與流體流出口對準的視窗面積。即煤粉氣流的流通路徑是：由流體流入口進入閥體，然後進入桶狀閥芯4內並由桶狀閥芯4的桶壁上設定的節流通道通過，再經閥體中腔襯套3側壁上的流體流出口流入閥體出口段襯套13後流出。節流通道12的節流功能是這樣實現的：所述的波紋管閥桿6帶動閥芯4在閥體內來回運動，閥芯4上的節流通道12位於流體流出口中的視窗面積就會發生變化，相應煤粉氣流的流量就會被調節，如圖1所示為閥門全開狀態下的示意圖，圖2為閥門全閉狀態下的示意圖。
所述的進口段襯套14、閥體中腔襯套3、閥體出口段襯套13以及閥芯4均由耐磨金屬陶瓷材料製成；所述閥芯4外壁設定的密封面與閥體中腔襯套3內壁密封面構成密封副。由於閥門介質為高壓氣載煤粉，為了提高閥門的耐沖刷性，該發明通過位於閥體2內壁處的耐磨金屬陶瓷襯套以及由耐磨金屬陶瓷材料製成閥芯4來隔絕煤粉對承壓金屬閥體2的磨蝕。
更為具體的結構：所述擋圈5螺紋連線於中腔襯套3的內壁上且臨近流體流出口布置，所述擋圈5套設在閥芯4的外桶壁並與閥芯4的外桶壁構成滑動配合。
所述閥體襯套中流體的流入方向與流出方向之間的夾角為60°。該閥門安裝時，閥體2中的閥體進口襯套14和閥體中腔襯套3的軸向重合且垂直於地面，保證煤粉垂直向下進入流體流入口，即煤粉垂直向下流入閥體2中，經節流通道節流後偏轉60度斜向下流出閥體2。該結構極大地增強了閥體2內流體的流動性。
所述節流通道12由所述閥芯4在桶口處開設的梯形缺口構成，所述梯形缺口較長的底邊位於桶沿處，較短的底邊呈弧形且弧形曲率中心位於節流通道12內。實踐表明，該結構的節流通道12相比於傳統的U型節流通道，流通能力更高，有效減小了煤粉介質的流通阻力，煤粉不易在閥體2內堵塞，節流通道的加工深度更是小於傳統的U型節流通道，相比而言更易於加工且成本更低，閥門結構更緊湊。該節流通道12截面可以是梯形、三角形、扇形、矩形、雙曲線型、拋物線型、多孔陣列型等，以便滿足不同工況下的流量調節要求。
如圖4-11所示：所述閥芯4包括與波紋管閥桿6相連的閥芯部件8，以及與閥芯部件8可拆卸式連線的節流通道部件10，所述節流通道部件10為構成閥芯4中部分桶壁的半圓弧形彎板結構，所述節流通道12位於所述半圓弧形彎板上。由於流體介質是氣載煤粉，閥芯4上的節流通道12處極易發生磨損破壞，一旦發生損壞就需要更換整個閥芯4，而閥芯4的成本又高，該發明中將閥芯4做成閥芯部件8、節流通道部件10兩部分結構，閥芯4的節流通道部位磨損後，只需局部更換節流通道部件10就能恢復閥門的調節性能，可極大地節約運行成本。
所述半圓弧形彎板的弧形側邊與閥芯部件8的連線處通過定位銷9連線定位，所述半圓弧形彎板的相對直邊與閥芯部件8連線處分別通過螺釘11緊固。該結構易於加工，便於安裝，在更換節流通道部件10時易於拆卸。
另外，所述的閥蓋7處設有向閥體內腔進行吹掃的吹掃孔。氣載煤粉在輸送過程中會有小部分進入閥芯4與閥體2中腔段3之間的間隙處，通過所述閥蓋7處的吹掃孔可對進入閥芯4與閥體2中腔段3之間的間隙、以及波紋管閥桿6上的煤粉進行吹掃，煤粉經過擋圈5上的齒形孔後由流體流出口流出，吹掃氣流可以防止煤粉在倒裝閥門的閥蓋7處堆積，保證波紋管閥桿6上的波紋管可以自由伸縮；另外，通過吹掃孔可以向閥體2內通入氣流，氣流沿著閥芯4的圓周形成環形氣流，防止密相輸送煤粉突然節流後可能引起的斷流。
榮譽表彰
2019年5月16日，《一種煤粉流量調節閥》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
