阀芯及煤浆回流控制阀的制作方法

本实用新型涉及控制阀技术领域，尤其是涉及一种阀芯及煤浆回流控制阀。

背景技术：

煤化工是一个以煤为原材料，通过化学加工的方法将煤转化成固体、液体和气体燃料及其他化学品的行业。水煤浆作为一种可输送的、特别的物料形式，目前广泛应用于煤制甲醇，煤制燃气，煤制油，煤制烯烃等煤化工项目中。

水煤浆属于非牛顿流体，流动情况非常复杂，管道中为多相流，主要为液固两相流。在水煤浆管道压力不变，流动正常的情况下，磨损和冲刷并不严重，而当压力突然降低，在湍流场合，磨损和冲刷(冲蚀和气蚀)现象就较为突出。煤浆回流控制阀就是运用在此工况下的阀门。

目前市场上主要采用两种煤浆回流控制阀流通，c型球阀或v型球阀，其主要功能为气化炉带压投料和支线回流的压力调节和切断。两种球阀的阀芯设计为v口，而且v口的开口角度比较大，一般为60度、90度和120度，在阀门小开度时，在憋压时压力可调整范围小，调节精度不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种阀芯及煤浆回流控制阀，以解决现有技术中c型球阀或v型球阀在阀门小开度时，在憋压时压力可调整范围小，调节精度不高的技术问题。

本实用新型提供的阀芯，所述阀芯上设有进口和出口，以及连通所述进口和出口的通道，所述通道包括朝向所述阀芯的密封部的一级凹槽部和二级凹槽部；

所述二级凹槽部设在所述一级凹槽部的底端，所述一级凹槽部与所述二级凹槽部均与所述进口连通。

进一步的，所述二级凹槽部的底面为弧面。

进一步的，所述一级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角大于所述二级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角。

进一步的，所述二级凹槽部的相对两个内壁所在平面之间的夹角为20-30度。

进一步的，所述阀芯相对两侧分别设置有阀杆连接部，两个所述阀杆连接部的连线与所述通道的延伸方向垂直；

所述通道包括沿其长度方向延伸的弧形内壁，所述弧形内壁的两边沿分别与所述一级凹槽部的两边沿连接，所述弧形内壁、所述一级凹槽部和二级凹槽部围成所述通道。

进一步的，所述通道包括沿其长度方向延伸的第一过渡内壁和第二过渡内壁，所述第一过渡内壁与所述第二过渡内壁相对且平行设置，所述第一过渡内壁的一侧边沿与所述一级凹槽部的一条边沿连接，所述第一过渡内壁的另一侧边沿与所述弧形内壁的一条边沿连接，所述第二过渡内壁的一侧边沿与所述一级凹槽部的另一条边沿连接，所述第二过渡内壁的另一侧边沿与所述弧形内壁的另一条边沿连接，所述弧形内壁、第一过渡内壁、第二过渡内壁、所述一级凹槽部和二级凹槽部围成所述通道。

进一步的，沿所述二级凹槽部朝向所述弧形内壁方向，所述出口的端面与所述进口的端面之间的距离逐渐减小，以使所述出口的端面形成坡面。

进一步的，所述密封部的外壁和所述通道的内壁均设置有强化合金层。

一种煤浆回流控制阀，包括阀体、阀座、左体、上阀杆和下阀杆，还包括所述的阀芯；

所述阀座、左体与所述阀体连接，所述阀芯位于所述阀体内，所述上阀杆和下阀杆通过所述阀杆连接部与所述阀芯连接。

进一步的，所述煤浆回流阀体为一体成型，所述阀体内部镶嵌耐磨套。

本实用新型提供的阀芯，所述阀芯上设有进口和出口，以及连通所述进口和出口的通道，所述通道包括朝向所述阀芯的密封部的一级凹槽部和二级凹槽部；所述二级凹槽部设在所述一级凹槽部的底端，所述一级凹槽部与所述二级凹槽部均与所述进口连通。在使用时，介质从所述进口流入，首先通过所述二级凹槽部，再经过所述一级凹槽部后以湍流状态在所述阀芯内部的通道内流动，最终通过所述出口流出，所述阀芯的通道包括连接的所述一级凹槽部和二级凹槽部，所述二级凹槽部位于所述一级凹槽部的底端，可以提高阀门在小开度时的可调性及调节精度，扩大憋压时的压力可调整范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的阀芯及煤浆回流控制阀的装配图；

图2为本实用新型实施例提供的阀芯的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的阀芯的主视图；

图4为本实用新型实施例提供的阀芯的俯视图。

图标：100-阀芯；110-进口；120-出口；130-密封部；140-弧面；150-阀杆连接部；160-弧形内壁；170-第一过渡内壁；180-第二过渡内壁；200-阀体；300-阀座；400-左体；510-上阀杆；520-下阀杆；600-耐磨套；700-填料压盖；800-接盘；900-阀杆填料。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图4所示，本实用新型提供的阀芯100，所述阀芯100上设有进口110和出口120，以及连通所述进口110和出口120的通道，所述通道包括朝向所述阀芯100的密封部130的一级凹槽部和二级凹槽部；

所述二级凹槽部设在所述一级凹槽部的底端，所述一级凹槽部与所述二级凹槽部均与所述进口110连通。

如图2、图3所示，所述阀芯100上设置有贯穿的通道，所述通道包括连接的所述一级凹槽部和二级凹槽部，所述二级凹槽部位于所述一级凹槽部的底端，在使用时，介质首先通过所述二级凹槽部，可以提高阀门在小开度时的可调性及调节精度，扩大憋压时的压力可调整范围。

优选地，所述二级凹槽部的底面为弧面140。所述二级凹槽部的底面是介质首先通过的部位，也是受冲刷最为严重的部位，将所述二级凹槽部的底面设置为弧面140，可以避免所述阀芯100在小开度时形成夹线角，能有效降低介质在高流速工况下对所述二级凹槽部底面的冲刷磨损，提高所述阀芯100的使用寿命。

所述一级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角大于所述二级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角。

具体的，现有的c型球阀和v型球阀中，仅存在所述一级凹槽部，且所述一级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角通常较大，小开度时，可调性和调节精度不高。所述二级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角大于0度且小于30度，所述一级凹槽部相对两个内壁所在平面之间的夹角大于所述二级凹槽部的两个内壁所在平面之间的夹角，在使用时，由于所述二级凹槽部的小夹角，可以提高小开度时的调节精度，同时，使进入所述二级凹槽部内的介质可以迅速的通过所述一级凹槽部流向所述通道的出口120，不会造成介质在所述通道内的憋压。

优选地，所述二级凹槽部的相对两个内壁所在平面之间的夹角为20-30度。

具体地，所述夹角可根据用户要求、使用工况等进行专门设计，从而满足不同用户、不同工况条件下的使用。

如图3所示，所述阀芯100相对两侧分别设置有阀杆连接部150，两个所述阀杆连接部150的连线与所述通道的延伸方向垂直。

优选地，所述阀杆连接部150包括上阀杆连接部和下阀杆连接部，所述上阀杆连接部用于连接上阀杆510，所述下阀杆连接部用于连接下阀杆520，连接后的所述上阀杆510与所述下阀杆520的中心线在一条轴线上，所述上阀杆510用于带动所述阀芯100绕所述轴线转动，可以实现煤浆回流控制阀的开启和关闭。

如图2、图3所示，所述通道包括沿其长度方向延伸的弧形内壁160，所述弧形内壁160的两边沿分别与所述一级凹槽部的两边沿连接，所述弧形内壁160、所述一级凹槽部和二级凹槽部围成所述通道。

具体地，介质首先从所述二级凹槽部进入所述通道，经过所述一级凹槽部后作用在所述弧形内壁160上，介质以湍流状态在所述阀芯100内部的通道内流动，不会直接冲刷在所述阀体200上，从而避免损坏所述煤浆回流控制阀的阀体200。

优选地，所述通道包括沿其长度方向延伸的第一过渡内壁170和第二过渡内壁180，所述第一过渡内壁170与所述第二过渡内壁180相对且平行设置，所述第一过渡内壁170的一侧边沿与所述一级凹槽部的一条边沿连接，所述第一过渡内壁170的另一侧边沿与所述弧形内壁160的一条边沿连接，所述第二过渡内壁180的一侧边沿与所述一级凹槽部的另一条边沿连接，所述第二过渡内壁180的另一侧边沿与所述弧形内壁160的另一条边沿连接，所述弧形内壁160、第一过渡内壁170、第二过渡内壁180、所述一级凹槽部和二级凹槽部围成所述通道。

具体地，所述第一过渡内壁170与所述第二过渡内壁180相对且平行设置时，当所述阀芯100从关闭状态转向开启状态时，介质首先从所述二级凹槽部进入，随着开度的增大，介质可以从所述二级凹槽部和所述一级凹槽部进入，随着开度的再次增大，介质可以从所述二级凹槽部、所述一级凹槽部以及所述第一过渡内壁170与第二过渡内壁180之间进入，当开启达到所述第一过渡内壁170与第二过渡内壁180时，由于第一过渡内壁170与第二过渡内壁180之间平行，在逐渐的开启过程中，所述阀芯100转动相同角度时，从所述第一过渡内壁170与所述第二过渡内壁180之间进入所述通道的流量为定值，所述第一过渡内壁170与所述第二过渡内壁180相对且平行设置可以控制介质流量的定量增加。

如图3、图4所示，沿所述二级凹槽部朝向所述弧形内壁160方向，所述出口120的端面与所述进口110的端面之间的距离逐渐减小，以使所述出口120的端面形成坡面。

具体地，所述阀芯100实心锻造成型后采用整体线切割加工，为方便加工所述二级凹槽部，所述出口120的端面包括三个平面，三个平面组成特殊的“z型结构”，所述阀芯100的与所述密封部130相对的侧面部位在与介质动方向垂直的平面上的投影面积小于所述密封部130在该平面上的投影面积，这就使所述通道中湍流的介质可以顺利地从密封部130的对面流出，出口120处密封部130还可以起到防止通道中的介质冲刷所述阀体200的作用。在使用时，所述阀芯100的密封部130的一半以上外壁在整个开关过程中始终与所述阀座300贴合，以使所述阀芯100在转动时与所述阀座300之间无卡阻现象，与此同时，可以提高煤浆回流控制阀的密封等级，由现有c型球阀或v型球阀的iv级密封提高到vi密封级。

所述出口120的端面可以采用圆弧面140或采用斜面，保证介质可以顺利地通过所述阀芯100的通道。

优选地，所述阀芯100采用不锈钢或合金钢材质。

优选地，所述密封部130的外壁和所述通道的内壁均设置有强化合金层。

具体地，所述阀芯100的密封部130的外壁和所述通道的内壁与介质接触，在使用过程中必然受到冲刷磨损，在所述全部密封部130的外壁和所述通道的内壁喷焊硬质合金层，保证精加工后的硬质合金层厚度≥3mm，硬度保证≥hrc60，硬化处理后耐高流速颗粒介质冲刷。喷焊硬化处理工能有效提高硬质合金与基体材质之间的结合力，保证硬质合金在高流速冲击下不脱落。

优选地，所述硬质合金可以采用镍基合金或钴基合金。

如图1所示，一种煤浆回流控制阀，包括阀体200、阀座300、左体400、上阀杆510和下阀杆520，还包括所述的阀芯100。

所述阀座300、左体400与所述阀体200连接，所述阀芯100位于所述阀体200内，所述阀芯100相对两侧分别设置有阀杆连接部150，所述上阀杆510和下阀杆520通过所述阀杆连接部150与所述阀芯100连接。

所述上阀杆510上依次套接有接盘800和填料压盖700，所述接盘800与所述填料压盖700之间设置有阀杆填料900，所述接盘800与所述阀体200连接，所述填料压盖700通过紧固螺栓将所述阀杆填料900固定。

所述煤浆回流控制阀的安装位置为多喷嘴对置式气化炉带压投料支线，对水煤浆主管线进气化炉带压投料进行压力调节，防止煤浆泵超压跳车。

使用中的煤浆回流控制阀不允许有外漏现象，而外漏的主要途径之一是介质从上阀杆510处外泄，为防止上述情况的发生，一般采用阀杆填料900密封。

优选地，所述阀杆填料900可以采用石棉石墨填料、柔性石墨填料和聚四氟乙烯填料等，可根据不同介质、不同温度、不同压力来进行选择。

所述阀座300的外侧设置有多个凹槽，所述凹槽内安装有密封组件，用于所述阀座300与所述左体400内壁之间的密封。

优选地，密封组件可以采用特有的成熟防尘阀座密封结构，专利名称为：锁渣阀阀座弹簧防尘密封结构，专利申请号为201310619873.6，避免介质进入阀座300与左体400之间的缝隙。

优选地，所述阀体200为一体成型，所述阀体200内部镶嵌耐磨套600。

所述阀体200由整体锻件加工成型，与所述左体400相对的一侧采用盲孔螺纹，所述阀体200在这一侧形成超厚壁厚。所述阀体200内部接液部镶嵌耐磨套600，耐磨套600采用硬化工艺，硬度保证≥hrc60。此种结构组合能保证所述煤浆回流控制阀具有高抗冲刷能力，能有效克服煤浆介质在阀体200内部由于降压形成湍流后的冲刷和气蚀。

综上所述，本实用新型提供的阀芯100，所述阀芯100上设有进口110和出口120，以及连通所述进口110和出口120的通道，所述通道包括朝向所述阀芯100的密封部130的一级凹槽部和二级凹槽部；所述二级凹槽部设在所述一级凹槽部的底端，所述一级凹槽部与所述二级凹槽部均与所述进口110连通。在所述一级凹槽部的底端设置所述二级凹槽部，可以提高阀门在小开度时的可调性及调节精度，扩大憋压时的压力可调整范围。与现有技术相比，本实用新型提供的阀芯100及煤浆回流控制阀，所述阀芯100内部通道采用二级凹槽部设计，调节精度高，严密切断时，密封等级高，使用寿命长，能有效保证阀门的长周期检修需求。

本实用新型提供的阀芯100及煤浆回流控制阀具有以下优点：

1.所述阀体200内部接液部镶嵌耐磨套600，抗冲刷和气蚀能力强，不会引发小开度时阀体200冲穿的安全事故，使用寿命长，安全性高。

2.所述阀芯100的密封部130的外壁和所述通道的内壁喷焊硬质合金层，硬质合金层厚，阀芯100具有更长的使用寿命。

3.所述二级凹槽部的底面为弧面140，不会形成线型流体，增强了阀芯100在小开度时抗冲刷能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。