[实用新型]矿浆调节阀

说明书

技术领域：

本实用新型属于阀门，特别是关于一种用于矿浆自蒸发系统上作为节流装置的矿浆调节阀。

背景技术：

矿业开采企业，尤其是氧化铝生产行业，其矿浆自蒸发系统上的节流装置，目前国内普遍使用的是出口调节型阀门或者是罐内孔板装置。这两种传统的用于矿浆自蒸发系统上的节流装置，由于流经孔板、或者调节阀的阀腔和阀腔出口处的矿浆流速高，呈紊流状态，这严重的引发了矿浆对调节阀的冲蚀，不仅使阀芯、阀座密封面封闭不严，使调节功能逐渐降低，而且维修和零件的更换相当频繁，系统有效作业时间受到相当大的影响。这一切导致了系统作业运行费用的上升。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种矿浆调节阀，解决流经调节阀的矿浆在阀腔出口处呈流速均匀分布、流速列出口管轴方向的层流以降低矿浆对调节阀的冲蚀程度的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种矿浆调节阀，包含阀体、阀座和阀芯，其特征在于：该阀体的阀腔为蘑菇形的截球体阀腔，阀座位于该截球体阀腔的底部截面中心，阀腔的出口位于该截球体一侧，平行于截球体阀腔底部截面的截球体中心线与阀腔出口的中心线一致，该阀腔的直径为：

D＝Ψρ{8[(f×d)²-H²]}^1/2

式中：Ψρ为考虑压差影响的修正系数，当雷诺数Red≥1000而<2300时，Ψρ＝1；当雷诺数Red<1000时，Ψρ＝1.1～1.4；

f是阀座最小安装尺寸系数，为1.13～1.16；

d为阀门公称直径；

H为阀腔截取高度，通常H＝d/2。

本实用新型的技术方案还进一步为：阀芯和阀座的密封表面喷焊或镀覆有镍基碳化物或硬质合金。

更进一步，阀腔内壁和与流体介质接触的阀杆部分表面喷涂有碳化物或陶瓷涂层。

本实用新型具有下述的有益效果：

由于将现有矿浆蒸发系统上常用调节阀的圆柱形阀腔改变为蘑菇形的截球体阀腔，以及确定阀腔直径与出口直径的关系式，使得本实用新型的调节阀在阀门各种开度和工况压差条件下，均能使产生最大流速的阀腔出口的速度场分布均匀，且流束列出口管轴方向为层流运动，极大地减缓了矿浆对阀的冲蚀作用。此外阀芯、阀座的密封表面、阀腔内壁和阀杆表面设置了耐矿浆冲蚀或磨蚀的保护层。使矿浆的冲蚀、磨蚀作用降至最小程度，改变了以往的调节阀的频繁的维修和零部件的更换现状，不仅提高了矿浆蒸发系统的连续工作时间，而且节约了生产成本，以100万吨/年的生产力计，仅此一项就可节约资金千万元以上。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的流体流动状态示意图。

具体实施方式：

请参阅图1所示，本实用新型的矿浆调节阀包含阀体1、阀座4和阀芯6。该阀体1具有一个直径为D截取高度为H的截球体阀腔7，调节阀的进口5垂直突出于阀体1底部平面，使整个阀体1呈现为一个带伞柄的蘑菇状物体，而其出口2偏置于该截球体阀腔7一侧。该阀座4位于截球体阀腔底部截面3的阀座孔内，且与进口5相通；与阀座4形成启闭关系的阀芯6由相连的阀杆8通过位于阀体1外上方的提升机构(图中未表示)进行开阀或闭阀。进口5、阀座4、阀芯5和阀杆8具有同一轴心线，该轴心线与该截球体阀腔7的垂直中心线Y-Y一致；该截球体阀腔7的水平中心线X-X与出口2的流道中心线一致，即该截球体底部截面3与出口2的流道最低处处于同一平面内，也就是说截取高度H是出口2直径d(又称阀公称直径)的1/2。

从图2的流体流动状态图中可以看出，在流量不变的情况下，截球体阀腔2的大小影响腔内流体的速度场分布和流场分布，在截球体阀腔7内靠近阀座4的进入段部分、与出口2相对的涡流区和上部邻近出口2的回流区的腔体尺寸是决定出口2处的流速均匀分布、流束列出口管轴方向呈层流运动的关键。根据雷诺实验，在出口2流道断面的雷诺数Red≤Rec2300(临界雷诺数)时，该出口2断面处的流体流动即为层流状态。因此本实用新型的截球体阀腔7的球体直径D和截取高度H的关系为：

D＝Ψρ{8[(f×d)²-H²]}^1/2；

当截取高度H＝d/2时，截球体直径D也可由下列关系确定：

D＝Ψρ{8[(f×d)²-(d/2)²]}^1/2