摘 要：重點介紹了在煤化工行業(yè)中的固體顆粒介質(zhì)中常規(guī)的硬密封球閥由于結(jié)構(gòu)的不足會導致閥門使用出現(xiàn)異常情況影響系統(tǒng)的正常運行。通過對球閥結(jié)構(gòu)的改進可以有效地提高以上工況下球閥的使用功效和周期。從而，保證系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

關鍵詞：固體顆粒 球閥 結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TH134 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0067-01

當代，采用德士古，殼牌等系統(tǒng)對煤炭進行深加工已成為主流。然而，無論哪一種系統(tǒng)的運行都離不開硬密封球閥的使用。系統(tǒng)中對工作固體顆粒（煤粉，煤漿，煤灰及煤渣）位置處的球閥有很高的要求，也是整個系統(tǒng)運行過程中最容易出現(xiàn)問題的地方。閥門使用性能的好壞及使用周期的長短直接影響到系統(tǒng)的安全長周期開車。

1 常規(guī)球閥的結(jié)構(gòu)

應用在煤粉，煤漿，煤灰及煤渣系統(tǒng)中的常規(guī)閥門大多采用螺旋碟簧預緊補償結(jié)構(gòu)，也有少數(shù)閥門采用碟簧預緊補償結(jié)構(gòu)。

對于大多數(shù)閥門使用的螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，雖有防塵圈能阻擋大顆粒介質(zhì)，然而一些細小顆粒，隨著閥門的使用還是會慢慢進入彈簧部位，一旦進入彈簧內(nèi)部則無法自動清潔，直至填滿彈簧中腔造成彈簧無法壓縮而導致彈簧失效。直接導致閥門發(fā)生泄漏卡澀或開關不動等狀況。

雖然少數(shù)閥門采用的碟簧結(jié)構(gòu)較螺旋碟簧結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)勢：碟簧的結(jié)構(gòu)簡單，進入到碟簧位置的物料相對螺旋碟簧較易排除，所以在上述工況中碟簧結(jié)構(gòu)更適用，但物料同樣會進入碟簧部位，并在碟簧與閥體或閥帽之間形成的三角區(qū)域內(nèi)形成堆積。隨著壓力的變化，閥座組件會產(chǎn)生少量的位移，這時由于閥座移動，碟簧變形而產(chǎn)生的空隙就會被固體顆粒介質(zhì)填滿，使碟簧無法復位，失去其固有的彈性補償功能而處于卡死狀態(tài)，從而造成閥球與閥座之間的摩擦力只增不減，越來越大，最終導致閥門開始出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，直至執(zhí)行器無法驅(qū)動閥門，即閥門故障。

2 改進球閥的結(jié)構(gòu)

為了解決上述現(xiàn)有存在的技術問題，新結(jié)構(gòu)有效避免因物料堆積而造成閥門卡死的現(xiàn)象。

附圖說明。

圖1是改進后金屬硬密封球閥的局部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖2是襯管的結(jié)構(gòu)示意圖（如圖1圖2）。

請參閱圖1～圖2，改進型球閥結(jié)構(gòu)中包括球體1、閥座2、密封環(huán)3、壓環(huán)4、碟簧5、襯管6、閥體7。

改進型結(jié)構(gòu)如下所示。

碟簧5與襯管6的一端面接觸，并壓在壓環(huán)4上；襯管6的與碟簧5接觸的端面上間隔地設有多個相互間隔的卸灰槽8；每個卸灰槽8包括兩個相交的球面8-1，且每個球面8-1分別與襯管6的內(nèi)壁面6-1以及外壁面6-2相交；每兩個相鄰的卸灰槽8以一平臺隔開并通過一斜面8-2連通，斜面8-2分別與平臺所處的端面8-3及襯管6的外壁面6-2相交，且斜面8-2由兩個球面8-1分界。

本改進球閥應用時，由于碟簧5兩側(cè)是開放的，直接與閥門中的流通介質(zhì)相接觸，閥門中流動的介質(zhì)在通過閥門時，進入到碟簧5和襯管6間的空隙部位；由于碟簧5的內(nèi)周面高于卸灰槽7的最低面，所以進入碟簧5部位的物料在堆積到一定量的情況下，會在重力的作用下向著相對較低的地方流動，從而使物料通過與襯管6的內(nèi)壁面6-1、外壁面6-2以及端面連通的球面8-1和斜面8-2排出，在閥門進行開關的過程中再排出閥門，從而避免碟簧5部位的物料堆積，保證閥座2的靈活性，使該處的扭矩很好地控制在設計范圍內(nèi)。

3 兩種結(jié)構(gòu)的性能對比

本改進型球閥結(jié)構(gòu)，它包括閥體、置于該閥體中的閥座和襯管，以及置于所述閥座中的球體。其中，所述閥座與襯管之間設有碟簧，所述襯管與碟簧接觸的端面上間隔地設有多個相互連通的卸灰槽。

在襯管結(jié)構(gòu)中，所述每兩個相鄰的卸灰槽以一平臺隔開并通過一斜面連通，所述斜面分別與所述平臺所處的端面及所述襯管的外壁面相交。

在上述的閥門中，所述每個卸灰槽包括兩個相交的球面，且每個球面分別與所述襯管的內(nèi)壁面以及外壁面相交。

由于采用了上述的技術解決方案，球閥通過在襯管上增設結(jié)構(gòu)簡單的卸灰槽，使物料進入碟簧部位后通過卸灰槽排出，而不會造成碟簧卡死，良好地保證了閥座的靈活性，從而防止了因物料堆積而造成的閥門卡澀或扭矩增大問題，保證了系統(tǒng)的正常運行。本實用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、成本較低、不易卡澀、運行可靠、使用壽命大大延長等優(yōu)點。

4 結(jié)論

通過對常規(guī)球閥結(jié)構(gòu)和改進球閥結(jié)構(gòu)對比可知，碟簧加泄灰槽的組合結(jié)構(gòu)在煤粉，煤漿，煤灰及煤渣介質(zhì)中具有防物料堆積結(jié)而使彈性元件失效的特點，有效地延長了惡劣工況下球閥的使用周期，為整個系統(tǒng)高效運行提供了保證。是固體顆粒介質(zhì)中理想的球閥結(jié)構(gòu)。

參考文獻

[1] 楊源泉.閥門設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，2000.

[2] 成大先.機械設計手冊[M].化學工業(yè)出版社，2008.