[发明专利]用于流态化材料的流量控制阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流态化材料的流量控制阀，具体地用在流态化材料的气动输送系统中。

背景技术

在流态化材料的输送系统中，流态化材料借助于诸如载气或载液的运载流体通过管道大批量地输送。

使用载气的气动输送系统是用于将细粒大小的煤粉通过鼓风口注入到鼓风炉中的煤粉注入系统。

为了允许对批量材料进行计量，在流态化材料输送领域内众所周知的是，在管道中设置流量控制阀，以控制运载流体的流速且因此也控制通过阀的批量材料的流速。

常见的流量控制阀的实例，例如用在煤粉注入系统中的是塞阀。塞阀通常包括：阀套，具有带有阀座的阀室；以及阀塞，具有流道。该阀塞被布置在阀室内、且位于阀座的前面，并且可绕旋转轴线旋转。旋转使得能够通过设置阀塞的流道相对于阀座的位置来控制通过阀的流量。

显然，阀座与阀塞之间的密封接触对于任何阀来说都是一个重要要求。当流量控制阀被用在其中运载流体的工作温度和/或环境温度以及因此阀自身的温度经受显著变化的系统中时，实现阀塞与阀座之间的密封接触就是成问题的。实际上，温度变化可能引起阀的泄漏，例如阀套、阀塞和/或阀座的不同热膨胀。这个问题例如在煤粉注入时会发生。在这种情况下，对于塞阀来说公知的是，为阀提供弹簧装置，该弹簧装置沿与阀塞的旋转轴线垂直的方向将阀塞和阀座偏压成彼此相顶。在第一种可能设计中，阀座被弹簧偏压而顶着阀塞。在第二种可能设计(该设计对于本发明来说是有意义的)中，阀塞被弹簧偏压于阀座。

在许多公知的弹簧偏压塞阀中，弹簧装置由被布置在阀套的导向孔中的螺旋弹簧组成，从而将阀塞和阀座偏压到一起。已经发现，此类弹簧偏压塞阀不足以保证在某些特定应用中且特别是在高温及高压下工作的煤粉注入系统中的流体密封性。而且，在流态化批量材料的输送系统中，源自流态化批量材料流的细微颗粒趋向于堆积在阀套内的空腔中，并因此也堆积在螺旋弹簧的导向孔内的空腔中。因此，螺旋弹簧易被阻塞在某一特定位置。一旦弹簧偏压被阻止，则流体密封性明显变得不足，特别是当温度变化时。这在其中气体密封为重要要求的气动输送系统中是尤其成问题的。作为潜在阻塞的再一有害后果，当阀在这种阻塞情况下工作时可能出现损坏阀，或者在电动阀的情况下可能出现损坏电动机单元。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于流态化材料的流量控制阀，本流量控制阀改善了阀塞与阀座之间的流体密封接触，而无需考虑工作环境及细微颗粒的堆积。

为实现此目的，本发明提出了一种用于流态化材料的流量控制阀，它包括：阀套，具有带有阀座的阀室；以及阀塞，具有流道，该阀塞被布置在阀室内、且位于阀座的前面，从而可绕旋转轴线旋转，以控制通过流量控制阀的流量。本流量控制阀进一步包括弹簧装置，该弹簧装置与旋转轴线垂直地将阀塞偏压于阀座，以实现阀座与阀塞之间的密封接触。根据本发明的重要方面，该弹簧装置包括布置在与阀座相对的余隙空间中的至少一个悬臂弹簧，从而将阀塞偏压于阀座。

根据本发明的流量控制阀实现了改进的流体密封性，而无需考虑阀的工作条件。此外，悬臂类挠曲弹簧的使用消除了对带有导向孔的螺旋弹簧的需要，且因此使得阀的弹簧偏压功能不受细微颗粒的阻塞的影响。

在一个优选实施例中，至少一个悬臂弹簧是杆式弹簧。杆式弹簧具有将阀塞弹簧偏压于阀座的第一端部以及固定于阀套的第二端部。尽管可以使用诸如板簧的其他悬臂类挠曲弹簧，但杆式弹簧是优选的。

为了实现弯曲应力在杆式弹簧的长度上的更均一的分布，杆式弹簧优选地朝向其第一端部逐渐变细。

有利地，该悬臂弹簧包括鞍状件，该鞍状件安装在悬臂弹簧的第一端部上并具有与阀塞的外表面相符的接触表面。这种结构使得弹簧与阀塞之间的某一特定区域能具有紧密的表面接触。

作为悬臂弹簧的再一益处，在一个优选实施例中，本流量控制阀包括支撑杆式弹簧的第二端部的调节装置，该调节装置允许杆式弹簧相对于阀塞的轴向位置被设定。由于每个悬臂弹簧的预张力以及因此阀塞与阀座之间的接触压力能被设定，所以调节能力证实有益于保证流体密封性。最初的调节使得本阀能适于某一特定应用(不同的压力、温度、流体类型等)。使用寿命期间的调节例如使得能考虑到过程变化或阀部件的磨损。为了设定杆式弹簧的轴向位置，调节装置优选地包括从阀套伸出的操作部。阀的工作过程中的调节因此成为可能。

为了实现阀塞与阀座之间的均一接触，有利的是提供了两对悬臂弹簧，这两对悬壁弹簧相对于所述阀塞正切地布置在相应的余隙空间中、且位于穿过阀套的流道的相对侧上。在这个结构中，每对悬臂弹簧优选地平行地布置，并且任一对中的两个悬臂弹簧以反向同轴的关系布置。