一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀的制作方法

本实用新型属于阀门技术领域，具体涉及一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀。

背景技术：

凸轮挠曲调节阀主要包括阀体、阀芯、阀座、阀杆等，阀芯与阀杆联接，通过阀杆传递扭矩带动阀芯转动，以完成阀芯对阀座的封闭与开放。凸轮挠曲调节阀吸收了球阀和蝶阀的部分优点，具有结构简单、密封可靠、小开度下亦可稳定工作、使用温度范围广等一系列优点，特别适用于粘度大、浆料和颗粒介质的调节和切断，广泛应用于石油、化工、冶金、煤化工等工业生产中。

现有凸轮挠曲调节阀在低压差工况下具有较好的表现，但在高压差、含固体颗粒工况下存在一系列问题，具体如下：

1)阀芯受限于材质的选择，在高压差、含固体颗粒工况下，阀芯球冠受冲蚀比较严重。

2)一段式阀杆占据流道空间，导致流阻较大，同时对阀芯冲刷也比较严重。

3)高压差、含固体颗粒工况下对阀座流道表面冲刷严重，长期冲刷会造成阀座喉径增大、调节精度降低，阀座壁变薄、强度减小的问题。

4)阀体底部导向沉孔的设置增加了铸造、加工难度，且难以保证加工质量，不利于安装与检修。

5)阀芯的旋转与阀体产生摩擦，长期持续下去会对阀体产生磨损，影响阀门寿命。

6)如果阀杆未连接执行机构，在高压工况下，阀杆甚至会从导向套中飞出，造成介质泄漏，带来安全隐患。

因此，亟需研制一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，从而解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，解决现有技术方案的凸轮挠曲调节阀不能长期稳定运行的问题。

为了实现这一目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，调节阀包括：阀体、阀芯组件、阀座、阀杆、导向柱、上导向套、下导向套和压圈螺母；

阀体中装设导向沉孔的部分设置导向柱，导向柱具体为下端横截面大于上端横截面的柱体，导向柱与阀体下方开设的通孔相适配；

在阀体开设的通孔旁设置若干螺纹沉孔，导向柱的下端开有相同数量的通孔，导向柱通过紧定螺钉固定在阀体下方，导向柱与阀体之间还设置密封垫进行密封；

阀芯组件为分体式结构，设有阀芯支架、阀芯合金，阀芯支架为C型弯臂结构，与阀芯合金通过螺栓固定；

阀芯支架弯臂下端与导向柱相适配，下导向套安装在导向柱与阀芯支架连接部分的环形间隙内，阀芯支架与下导向套为过盈配合，下导向套与导向柱为间隙配合，阀芯组件弯臂下端与下导向套直接接触；

阀芯支架弯臂上端和阀杆联接，阀杆转动时，联接结构传递扭矩，通过阀芯支架上弯臂带动阀芯组件转动，完成阀芯组件对阀座的开闭；

阀座由压圈螺母压紧，与阀芯合金的球面紧密结合，达到密封；

上导向套为开有通孔的T形旋转体，设置于阀体环形台阶上，上导向套下端与阀芯支架弯臂上端直接接触；上导向套从下至上依次安装隔离管、填料垫、填料组件、填料压管、填料压板，通过填料压板上的填料压板螺栓螺母)连接至阀体，从而压紧阀内件；

下导向套嵌入导向柱与阀芯支架之间的环形间隙内；

隔离管开有T形通孔；

阀杆设置轴肩，轴肩直径大于隔离管内T形通孔小端直径，轴肩直径大于填料垫的内径，轴肩直径大于小于隔离管内T形通孔大端直径，通过阀杆轴肩限制阀杆方向的轴向位移。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀芯组件中的阀芯合金材料为硬质合金。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀芯支架跨度大于阀门进口直径和阀门出口直径。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀芯支架与阀芯合金之间的贴合面为台阶面；阀芯支架平台设置为台阶面，与阀芯支架平台贴合的阀芯合金设置匹配的台阶面。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀芯支架与阀芯合金的连接方式为以下方式之一：

①垂直于阀芯合金台阶面设置通孔，垂直于阀芯支架台阶面设有同数量的螺纹孔，螺栓依次穿过通孔、螺纹孔后焊接在阀芯支架底部；

②阀芯合金焊接在阀芯支架上；

③阀芯合金与阀芯支架相适配的台阶面通过设有外螺纹、内螺纹进行联接。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀杆与阀芯组件的联接形式为以下形式之一：花键、焊接。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀座的阀座流道通过以下形式之一进行表面硬化：喷涂、喷焊、堆焊硬质合金。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀座通过以下两种形式之一进行硬化：

①阀座为复合型阀座组件结构，包括阀座合金和阀座套，阀座合金采用硬质合金，阀座套设有T形通孔，阀座合金为T形旋转体，阀座合金与阀座套内T形通孔相适配；

②阀座采取整体硬质合金的形式进行硬化。

进一步的，如上的一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，阀杆设置轴肩防吹出结构。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀可在高压差，尤其是介质中含有大量固体颗粒的工况下，长周期稳定运行，具体效果如下：

1、本实用新型中阀芯组件采用分体式设计，阀芯合金可采用硬质合金，有效克服高压差、含固体颗粒工况对阀芯球冠的冲蚀。

2、本实用新型中阀芯支架由D型结构改为C型结构，阀芯支架C型跨度大于阀门进、出口直径，保证了流道通畅、减小流阻，且减少了对阀芯支架的冲刷。

3、本实用新型中阀芯支架与阀芯合金贴合面为台阶面，有效避免阀芯组件连接螺栓承受横向剪切力。

4、本实用新型中阀芯支架弯臂下端与导向柱相适配，弯臂上端与阀杆通过花键或键等形式联接，具体可按工况需求选取。

5、本实用新型中阀座可采用多种硬化形式，包括阀座流道表面硬化、阀座组件、整体硬质合金等形式，具体可按工况需求选取。

6、本实用新型取消阀体底部导向沉孔，降低阀体铸造、加工难度，保证了加工质量，利于安装、检修。

7、本实用新型中上导向套、下导向套的设置，避免阀芯组件与阀体直接接触，减小对阀体的磨损，延长阀门寿命。

8、本实用新型中阀杆设置轴肩防吹出结构，防止阀杆未连接执行机构，且阀内腔为高压介质时，阀杆从轴套中飞出。

附图说明

图1为本实用新型调节阀结构示意图；

图2为阀芯组件结构示意图；

图3为阀座组件结构示意图；

图4为阀座整体硬质合金示意图；

图5为阀杆防吹出示意图。

图中：1阀体，2阀芯组件，3阀座，4阀杆，5导向柱，6上导向套，7下导向套，8压圈螺母，9隔离管，10填料垫，11填料组件，12填料压管，13填料压板，14填料压板螺栓螺母，15密封垫，16紧定螺钉，17阀芯支架，18阀芯合金，19阀芯组件螺栓，20阀座套，21阀座合金。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细说明。

如图1所示，本实用新型一种适用于高压差含固体颗粒工况的凸轮挠曲调节阀，调节阀包括：阀体1、阀芯组件2、阀座3、阀杆4、导向柱5、上导向套6、下导向套7和压圈螺母8；

阀体1中装设导向沉孔的部分设置导向柱5，导向柱5具体为下端横截面大于上端横截面的柱体，导向柱5与阀体1下方开设的通孔相适配；

在阀体1开设的通孔旁设置若干螺纹沉孔，导向柱5的下端开有相同数量的通孔，导向柱5通过紧定螺钉16固定在阀体1下方，导向柱5与阀体1之间还设置密封垫15进行密封；

阀芯组件2为分体式结构，设有阀芯支架17、阀芯合金18，阀芯支架17为C型弯臂结构，与阀芯合金18通过螺栓19固定；

阀芯组件2中的阀芯合金18材料为硬质合金；

如图2所示，阀芯支架17弯臂下端与导向柱5相适配，下导向套7安装在导向柱5与阀芯支架17连接部分的环形间隙内，阀芯支架17与下导向套7为过盈配合，下导向套7与导向柱5为间隙配合，阀芯组件2弯臂下端与下导向套7直接接触；

阀芯支架17弯臂上端和阀杆4联接，阀杆4转动时，联接结构传递扭矩，通过阀芯支架17上弯臂带动阀芯组件2转动，完成阀芯组件2对阀座3的开闭；

阀芯支架17跨度大于阀门进口直径和阀门出口直径；阀芯支架17与阀芯合金18之间的贴合面为台阶面；阀芯支架17平台设置为台阶面，与阀芯支架17平台贴合的阀芯合金18设置匹配的台阶面；

阀芯支架17与阀芯合金18的连接方式为以下方式之一：

①垂直于阀芯合金18台阶面设置通孔，垂直于阀芯支架17台阶面设有同数量的螺纹孔，螺栓19依次穿过通孔、螺纹孔后焊接在阀芯支架17底部；

②阀芯合金18焊接在阀芯支架17上；

③阀芯合金18与阀芯支架17相适配的台阶面通过设有外螺纹、内螺纹进行联接；

阀座3由压圈螺母8压紧，与阀芯合金18的球面紧密结合，达到密封；

阀座3的阀座流道通过以下形式之一进行表面硬化：喷涂、喷焊、堆焊硬质合金；

阀座3通过以下两种形式之一进行硬化：

①如图3所示，阀座3为复合型阀座组件结构，包括阀座合金21和阀座套20，阀座合金21采用硬质合金，阀座套20设有T形通孔，阀座合金21为T形旋转体，阀座合金21与阀座套20内T形通孔相适配；

②如图4所示，阀座采取整体硬质合金的形式进行硬化；

上导向套6为开有通孔的T形旋转体，设置于阀体1环形台阶上，上导向套6下端与阀芯支架17弯臂上端直接接触；上导向套6从下至上依次安装隔离管9、填料垫10、填料组件11、填料压管12、填料压板13，通过填料压板13上的填料压板螺栓螺母14连接至阀体1，从而压紧阀内件；

下导向套7嵌入导向柱5与阀芯支架17之间的环形间隙内；

如图5所示，隔离管9开有T形通孔；

阀杆4设置轴肩，轴肩直径大于隔离管9内T形通孔小端直径，轴肩直径大于填料垫10的内径，轴肩直径大于小于隔离管9内T形通孔大端直径，通过阀杆4轴肩限制阀杆4方向的轴向位移。

阀杆4与阀芯组件2的联接形式为以下形式之一：花键、焊接。

阀杆4设置轴肩防吹出结构。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有会各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。