[发明专利]超大口径物料开关角阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种超大口径物料开关角阀，本发明属于流体控制阀技术领域。

背景技术

角阀流路简单，死区和涡流区较小，借助于介质自身的冲刷作用，可有效的防止介质堵塞，有很好的自洁性。其流阻小，流量系数大。适用于高粘度，含悬浮物和颗粒状流体的场合。

物料角阀在工业过程控制系统中用于控制介质流量、压力等工艺参数，因其进出口流道为角形结构而得名，广泛应用于PTA化工、食品发酵等行业，适用范围较广。

随着PTA装置产能不断扩大，装置用阀门除满足可靠性、安全性、经济性及杜绝跑、冒、滴、漏的基本要求以外，还须配合装置大型化的需求。否则需使用两个甚至多个阀门才能提高生产效率，且要控制各阀门动作的同步性，从而提高控制系统的设计和制造成本，管道连接及阀门使用成本也将大大提高。

物料开关角阀一般安装在反应釜底部，控制物料的进出。安装方向为侧装、斜装或倒装。反应釜内装有搅拌器，搅拌器由大功率电机带动，搅匀物料。工作时，安装在反应釜上的角阀振动较大，且介质处于高温高压状态，因此零部件容易产生变形及连接处的松动，甚至阀芯卡阻或连接松脱后阀芯落入反应釜内，不但影响密封性能，严重时导致灾难性后果。

目前，国内外使用的角阀口径最大到DN600。物料开关角阀，属单座结构，非平衡式阀芯，口径增大会导致不平衡力大幅提高，阀芯组件重量增大，影响动作灵活性，且密封难度更大。结合其使用工况，对其结构提出新的考验。例如：口径为DN750，进出口压差为1Mpa工况下，阀芯组件及阀杆承受的不平衡力为六十万牛以上，阀芯组件重量接近六百公斤。

因此超大口径角阀各部件的结构、强度及刚度必须满足工况要求，振动时不产生变形、松动；高温高压时不发生卡阻或性能降低。安装方向改变时，性能不降低。

当前，阀芯组件通常采用螺纹铰接式。止推螺母通过螺纹与阀盘连接，压紧阀杆，组成阀芯组件。阀芯组件由执行机构带动远离或靠近阀座上的密封面，实现介质的流通和切断。该结构在小口径角阀中应用效果明显。通常发生的故障为：止推螺母处螺纹松动或阀杆拉断，导致阀芯组件脱开，掉入釜底，造成灾难性后果；或阀杆产生弯曲变形，造成泄漏，乃至阀杆组件的卡阻、失效。因此连接螺纹的强度有限，且不能实现止推螺母与阀杆的径向间隙的调整。阀杆的端部台肩的上下两面则采用上端面或两端均为平面，容易卡阻，不易调整配合间隙。

超大开关角阀的阀杆较长，加之阀芯组件的重量，在阀门装配调试及使用过程中，阀杆易发生弯曲变形。尤其阀门侧装时，阀芯重量较大，会偏向一侧。流体的侧向推力会将阀芯压到导向衬套的一边。增加了阀芯的摩擦力和执行机构的 “死区”，这可能引起阀芯定位的不平稳，阀芯导向由于妨碍了流体本身的流动形状而增加其侧向推力，当阀芯是水平的在导向衬套的间隙中移动时，由于流体脉冲及流体形状的改变，可能发生阀芯组件的固有频率振动，在高压降和大口径下造成影响。一方面会造成上端翘起，不易密封；另一方面可能导致阀芯组件动作不平稳、阀杆弯曲变形甚至不动作。

结合其外展式结构，阀芯组件与阀座之间不加附加的导向结构，或者导向不得当，必然导致动作性能及密封性能大大降低。

阀芯组件中的阀盘，在目前的应用中，一直采用实心结构。超大口径阀门若仍然采用实心结构，阀盘重量会大大增加。阀芯组件较为笨重，影响阀芯组件动作的灵活性，可靠性，继而导致阀杆的变形。既影响密封性能又增加材料成本。

总之，现有的结构无法满足超大口径角阀的工况使用要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种阀杆导向平稳、动作灵活、不易产生阀杆的卡阻及变形现象的超大口径物料开关角阀。

按照本发明提供的技术方案，所述超大口径物料开关角阀包括阀体，所述阀体上加工有填料函，在填料函内安装有导向衬套，阀杆与所述导向衬套滑动连接，在阀杆的底端部安装有止推螺母，与阀盘通过紧固螺钉连接；所述阀杆、止推螺母及阀盘组成阀芯组件；阀座由阀芯组件压紧在阀体上；阀座与阀盘之间锥面配合密封；在阀盘的顶端面外圆位置固定有导向叶片，导向叶片的外侧壁与阀座的内圆侧壁配合。

作为本发明的进一步改进，所述阀盘的顶端面上均匀分布有减重槽。

作为本发明的进一步改进，所述阀盘的减重槽之间固定有多个所述的导向叶片。

作为本发明的进一步改进，所述阀杆的底端部一体连接有端部台肩，端部台肩的外圆直径大于阀杆的外圆直径，端部台肩与阀杆呈同轴设置，端部台肩的底端面为凸起的下部球面，在阀杆底端部外侧的端部台肩的顶端面为凸起的上部球面。