本发明主题是有关管路上用的附件,更具体地说是有关一个闸阀,本发明的闸阀能应用在输送悬浮状,疏松的并起磨蚀作用物质的管路上,特别是输送象浆状类物质。 本发明的闸阀也能用在采矿、建筑、化学或其它工业,诸如传送含有悬浮固体颗粒的液流和含有出现固体颗粒倾向的液状介质的气压和液压传输系统,这些液流中的固体颗粒汇集在闸阀的壳体内,并积聚在闸阀内零件之间的间隙内,而影响阀的开闭操作。
已知的一种用于阻断含固体颗粒液流的闸阀,例如列宁格勒1969年机械工业出版社出版的刊物“管路附件设计”(作者为戈列维奇)中所介绍的闸阀。(参见该文186页图189)。
该闸阀有一阀体,其内腔有传送液体介质的通路,闸门连到传动杆,通过杆的往复运动来达到通路的开启和关闭以阻断液流。
阀体内传动杆的末端有一T形结构,该结构与闸门T形槽壁形成一间隙,传动杆的T形端头和T型闸门槽在相互配合时构成一个连接组件,由于这个间隙,闸门能朝传动杆横向方向移动,并紧紧地和设置在阀体内壁并围绕着通路的阀座相贴合,从而使闸阀内的通路紧紧闭合住。
然而在操作过程中,闸门相对于传动杆可能发生歪斜,特别是在闸门通路打开时,负荷分布往往不均匀,有集中在闸门和传动杆之间连接组件一侧的倾向,这样会损坏闸阀。
还有一种已知闸阀,含固体颗粒的液流以闸体内的通路流进和排出(AZ-1915-T型莱茵公司地侧密封闸阀,作者-唐纳,请参阅“1982年化学展览会的工业用管路附件”情报快报XM-10系列,1983年№1第20页图6)
这已知闸阀的阀体内有一与它成一体并围绕着通路的阀座,当闸门的接触面与阀座贴合时,阀体内的通路被隔断。
为了打开和关闭阀体内的通路,有一根传动轴通过它与闸门之间的连接组件,使闸门作往复运动,连接组件由两个元件组成,其中一个元件固定在传动杆的未端,而另一个元件固定在闸门上,元件的配合要使它们之间留有间隙,传动杆的一部分伸出在阀体外面与驱动装置运动连接,传动杆的另一部分位于阀体内部,通过柱头,即连接组件的第一元件,把传动杆的未端连到闸门上,柱头是园柱形,通过螺纹牢固地固定在传动杆的未端。
在传动杆从阀体伸出处,装有密封圈。
为了中断通路,闸阀内壁有一与阀座相配合的接触面。闸门背向阀座一面有一后壁,用来把连接组件的第二元件刚性地固定在传动杆上。
连接组件的第二元件以套筒形式安置在闸门面向传动杆一侧的上端面上。
套筒中心部分开有一园柱形盲孔,该孔的轴线与阀体通路的轴线方向一致,其底部向着闸门。
该园柱孔用来容纳传动杆的柱头。
在套筒上相应于闸门面向传动杆一侧的上端面部位开有一通槽延伸到和园柱孔相连通,用以容纳传动杆的未端。
套筒的园柱孔可容纳传动杆的柱头,在孔壁和柱头之间留有间隙。
闸门与传动杆之间的连接组件是由固定在闸门后壁的套筒以及安放在套筒内的柱头组成。
由于套筒和柱头的间隙以及套筒园孔底部和柱头端面之间隙,因此闸门和传动杆之间是活动连接,也就是说闸门能向着传动杆相应地横向移动等于总间隙值的距离。
这就保证了阀体内通路判断时,闸门接触面能紧紧压在阀座上。
然而,当载有固体颗粒的流体介质流过闸阀时,这些间隙往往有很快被此类固体颗粒所堵塞的倾向,这样,连接组件就变为不能活动了,这就不能保证闸门接触面和阀座紧紧贴合。
结果形成阀体通路关闭不严,导致闸门接触面和阀座之间出现渗漏。
这些渗漏会损耗一些流体介质,而液流中的固体颗粒往往会冲蚀闸门接触面和阀座,结果形成闸阀寿命缩短并降低了闸阀的可靠性。
发明就是从闸门和传动杆之间连接组件的结构下手,以便保证阀体内道路被闸门紧紧关闭。
本发明的实质叙述如下:本闸阀有一阀体,阀体内有一可以使载有固体颗粒液流流经的通路,该通路由一个与可上下往复移动的传动杆相连的闸门来关闭,即籍助于由两个元件组成的连接组件使通路开启或关闭,其中第一元件刚性地连接到传动杆上,并相对于闸门留有一间隙,第二元件刚刚性地连接到闸门上,它相对于第一元件也留有间隙。根据本发明,为了使固体颗粒从间隙中排出,连接组件中至少有一个元件在液流从阀体内泄流的一侧开有若干个沟通间隙与通路的槽。
在连接组件中的一个元件上开了若干槽,这就保证了在连结组件的两个元件配合作用下,积在间隙内的固体颗粒就从间隙撤到槽内,随后再从这些槽内排到阀体通路中去。
这样的布置保证了固定颗粒不会阻挡闸门在总间隙范围内传动杆的横向方向移动,因此,在阀体通路关闭时,使闸门紧紧贴合在阀座上。
再则,在闸门和闸座之间接触点上,由于液体介质的渗漏倾向减小,这便减少了因液流所载固体颗粒的腐蚀作用所引起的损坏。
闸门和阀座的磨损减小也就相应延长了阀门的寿命,并且使闸阀工作更可靠。
最好把连接组件的第一元件做成能安置在传动杆端部的柱头形式,第二个元件做成套筒形式,该套筒的端面紧贴向闸门,同时环抱着柱头,最好在套筒内开两排槽,第一排内部开通的一面朝向套筒内表面,槽长从套筒靠近闸门端面一段距离开始到套筒另一自由端面上,而第二排槽最好安置在第一排槽之间,这些槽从套筒内表面延伸到外表面,槽开通的一面是朝向套筒靠着闸门的那个端面。
连接组件中两元件的相互配合,以及依靠两排槽的定位促使液流中的固体颗粒完全从连接组件的间隙中排出,正因为这些颗粒从连接组件的两端排出了,这样就易于使用闸阀在运送此种固体颗粒液流时,闸门与座贴合更紧。
把槽布置在从套筒相应端面起一段距离处,那么连接组件,特别是在靠近它们端面部位,两个元件相互配合时,就促使力分布更均匀,这同样也延长了连接组件的寿命。
每个槽壁相对于套筒的内面设置一角度,此角度最好是在等于颗粒对槽壁的摩擦角值起到90°的范围内。
槽壁与套筒内表面的夹角如此设置,这就能保证在柱头作用于这些颗粒时,使颗粒对槽壁的摩擦力小于它们从间隙中移动的力。
因此,也就保证了固体颗粒沿槽自由通过,并从连接组件的间隙内排出,无形增强了闸门和座之间可靠地紧密接触。
如槽壁与套筒内表面的夹角小于颗粒对槽壁的摩擦角,那么,摩擦力就会超过在柱头作用下把颗粒从间隙内排出的力,这时,颗粒将不能沿着槽运动而留在连接组件的间隙内。
相反,在倾角超过90°时,槽壁往往使通向连接组件间隙的槽道变窄,因而同样会阻止颗粒排到阀体的通道内。
鉴于上述情况,体现本发明的闸阀,能保证完全可靠地关闭阀体通路。
本发明的另一优点包括延长了工作寿命。
现在参考结合附图的实例,我们将详细介绍本发明。
图1是根据本发明的一个闸阀纵向剖视图。
图2是闸阀在图1中沿箭头A方向的放大视图。
图3是图2沿着Ⅲ-Ⅲ剖面的剖视图。
图4是图2沿着Ⅳ-Ⅳ剖面的剖视图。
图5是本发明闸阀另一实例的纵剖视图,其连接组件中第一元件以套筒形式刚性地和传动杆连接,第二元件以园柱棒的形式刚性固定在闸门上。
按照本发明,闸阀有一上下方向细长,呈盒形的阀体1(见图1)。
阀体1有一盖板2,配有法兰管3以引入载有固体颗粒的液流,此法兰管3内壁在朝阀体1方向有锥度,阀体1还有一其内表面为园柱面的出口管4,用于排出液流。盖板2通过密封件20相对于壳体1密封,进出口管3、4与阀体1的内部一些组成一沿纵轴线6的通路5,在盖板2的内侧法兰管3的园周端是一环形阀座7。
为了打开和关闭通路5,设置有一闸门8,当闸门紧密地贴合在阀座7上时,通路5就关闭。
闸门8的形状是一下端边缘为园形的矩形板。
闸门8对着阀座的那一面,有一环形凸台9与阀座7配合,在闸门背向阀座的一面,配有加强筋8a。
在阀体1外的传动装置10安置在阀体的顶部,通过法兰盘连接到阀体1上(未用位号标出)。
传动装置10一般为现有合适的电动机,它有一传动杆连到闸门8,使闸门上下移动,通路5就打开或关闭。
传动杆11穿过阀体1的上壁(未用位号标出)伸向阀体1的内部并与纵轴线6相垂直。
传动杆通过两个元件12和13组成的连接组件连到闸门上,其中第一元件一般是一个用相同位号12标出的柱头。
柱头12位于传动杆11的未端,并与传动杆11刚性连接。
第二元件13是一个由相同位号13标出的套筒,它环抱住柱头,套筒的端面与闸门8背对着阀座7表面的上半部刚性连接。(参见图1)。
套筒13靠螺丝13a固定在阀门8上(在图2看出),其他办法,诸如用焊接也可实现上述两部分的连接,为了容纳套筒13,闸门的上部有一减薄部分(图1中未标出位号)。
在端面14的对面,套筒13有一自由端面15。(图2)
元件12和13之间存有间隙16,特别是指柱头12和套筒内表面18之间有间隙,套筒13的外表面19也是园柱面。
套筒13有若干个沟通间隙16、17与通路5的槽20和21,颗粒从间隙16、17排向液流从阀体出口的一侧。(见图2)
这些槽20和21形成两排(见图2),槽20组成第一排而槽21形成第二排。
第一排槽20(见图3)其开口侧是朝向套筒13的内表面18(见图2),槽的起始点距套筒13靠着闸门8的端面14有一段距离(见图3),然后延伸到另一端面15槽的开口处。
槽20的这种布置能使固体颗粒从间隙16排到槽的开口处,这些开口在套筒13上朝向阀体通路5的自由端面15上。
第二排槽21(见图2)布置在第一排槽20之间,该槽起始于套筒13的内表面18延伸到套筒外表面19,其开口处以套筒13靠近闸门8的那一端面14为界,(见图4)。
槽21这样的设置能保证颗粒从间隙16和17排向靠着闸门8套筒13的端面14附近的外表面19。
槽21向着阀体1的通路5开口,这就很容易使颗粒从间隙16、17排出。
闸门8的变薄的那部分(在图1未标出位号)和背对着阀座的闸门其余部分的连接处形成一个台肩,(图中未标出位号),台肩对应套筒13的外表面形成一倾角α,在本实例中,该倾角等于30°。
由于上述布置,固体颗粒不会阻留在槽21的出口处,而是沿着上述台肩自由运动以保证颗粒无阻挡地从槽21中排出。
因为槽20和21分别起始于离套筒13的端面14、15有一段距离(详见图3、图4)故在套筒在内表面18上分别形成了槽20和21的起始点和这些端面(14和15)之间的部分。
采用这种结构形式的原因是:因为在闸阀操作过程中,可能因柱头12相对于套筒13内表面18产生偏斜,虽然这种偏斜还是在间隙量16能充许产生的范围内仍会引起压力增加。正是由于上述布置,当压力增加时,内表面18的磨损得以大大减少。
如图2所示,槽20、21实质上是沿着垂直于套筒13内表面18的一些中心线来均匀布置的,(这些中心线未用相应的位号标出)当套筒受到传动杆11未端的柱头12带动时,这种布置就很方便地把颗粒从间隙16和17中排出。
如图3图4所示,这些槽20和21的内壁都与套筒13的内表面18形成夹角α,夹角的变化范围从槽壁相对于颗粒的摩擦角起到90°止。
本例的角度是30°,这相当于颗粒与钢质套筒内槽20与21壁面产生的摩擦角。
槽20与21的这种布置,促使固体颗粒畅通无阻地流过这些槽,排列阀体1的通路5中。
本发明闸阀的另一可供选择的实例在图5中示出。阀体1、盖板2、密封件2a、进出口管3和4,沿着轴线6方向的通路5,阀座7带有环形凸台9的闸门8、驱动装置10和传动杆11,这和图1至图4所示的闸阀结构基本上相同,因此都用相同的位号标出。
铰接连接的闸门8和传动杆11中间的连接组件是由两个元件组成,第一个元件22即和前例的位号一样表示一个套筒,它配置在传动杆的底端,并用任何合适的方法刚性地固定在传动杆11上,并环抱住连接组件的第二元件23,它是一园柱体(以相同位号23表示),该园柱体23靠它的端面24连到闸门上。
套筒22有一自由端25和向着闸门8的端面26,以及园柱形内表面27和园柱形外表面28。
在套筒22面对闸门8的端面26和闸门8之间留有间隙29,而套筒22的内表面27和园柱体23之间有一间隙30,间隙29和30能使闸门8相对于传动杆11有横向的移动,结果闸门8的环形凸台9就紧紧压在阀座7上。
传动杆11上的套筒22内有若干槽31和32,这些槽沟通了间隙29和30与阀体内液流流出侧的通路5,使固体颗粒流畅地从间隙29和30中排走。
这些槽形成二排,槽31组成第一排,而槽32形成第二排。
槽31和32的开口都向着套筒22内表面27。
第一排槽31起始于离套筒22面向闸门8的端面26有一段距离并延伸到它对面自由端端面25处开口。
第二排槽32布置在第一排槽31之间,从套筒22的内表面27延伸到它的外表面28,槽32在开口侧与相对于闸门8的间隙29以及外表面28为界。
第一排槽31的各槽壁也相对于套筒22的内表面27设置成30°α角,此α角相当于煤颗粒与钢质套筒壁的摩擦角。随着载有固体颗粒的液流流过闸阀,α角的变化范围可以从固体颗粒对槽壁的摩擦角值到90°止。
第二排槽32的各槽壁与对应套筒22的内表面27设置成和槽31相同的α角,除了槽32紧挨着套筒22向着闸门端面26的33部位外其他和槽31的壁面一样,槽32的33部位壁面垂直于套筒22的上述内表面27,以便载有颗粒的液流流过槽32排到阀体1的通路5。
上述闸门与传动杆的连接也应用在其他形式的管路附件,诸如阀、旋阀、止回阀以及其它阀,若干槽20既能配置在连接组件的第一件上,也能配置在第二元件上。
本发明的闸阀如图1到图4所示,操作方式如下:
在传动装置驱动下,在阀体10内,传动杆11从它的初始位置通过刚性固定在传动杆未端的柱头12往下作用于套筒13上,而刚性地固定在闸门8上的套筒13在传动杆作用下又依次带动闸门8向下移动,这样闸门8上的环形凸台9与阀座7相吻合,闸门8便切断阀体1内的通路5并中断流过闸阀的液流。
由于柱头12和闸门8之间的间隙17以及柱头12和套筒13内表面18之间的间隙16,闸门8可相对于传动杆11横向移动,这就保证闸门8靠它的环形凸台9紧紧压在阀座7上。
当载有固体颗粒的液流进入间隙17和16,柱头迫使液流先流进套筒13的槽20和21再流到阀体1的通路5内,以保证液流甚至在含有固体颗粒时,也能使闸门紧紧压在阀座上。
槽壁设置成α倾角是促使固体颗粒更容易从间隙16和17中排出,
在闸门被液流中固体颗粒磨损的情况下,当闸门压向阀座7之后,在间隙16和17的空间范围之内,可能会产生闸门相对于传动杆11偏斜的情况,这时依靠套筒13上的端面14和15之间的部分内表面18以及槽20、21的起始处,柱头12和套筒13能协调起来。
本发明闸阀的实验模型已满意地通过试验,当本发明用于选煤厂的管道系统,通过这些管路输送着载有煤粒和碎石粒的浆状液流,试验结果证明,它的工作可靠稳定。
本发明闸阀结构简单,容易操作,而且闸门总是能紧紧地贴合在阀座上,故使用寿命长。
在与流过一般不含颗粒的液流的闸阀相比较,在尺寸和重量保持不变情况下,因闸门和套筒之间的连接组件元件和它们的最佳开槽位置,可使这些元件寿命延长。