一种电动塔底闸板阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动塔底闸板阀，阀体（1）的壳体上、下端面分别设有通孔及上、下法兰；沿通孔轴线方向自上而下为密封座、上密封环、闸板组件、下密封环、压紧法兰（7）；电动闸板组件驱动机构（8）由电机作为动力源，通过减速箱带动双丝杠/螺母副运动；电动外部施加密封力机构（10）设置有穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接的螺旋压紧体（10-1），其由电机作为动力源，通过设置于螺旋压紧体（10-1）内的碟簧提供密封力。本实用新型电动塔底闸板阀全电动操作，能满足全部焦炭塔塔底空间全方位安装的条件；安全性好。
【专利说明】—种电动塔底闸板阀
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石化行业延迟焦化装置【技术领域】，具体涉及一种电动闸板阀，尤其涉及一种用于焦炭塔塔底启闭的焦炭塔电动塔底闸板阀。
【背景技术】
[0002]现国内石化行业多数焦炭塔塔底装置采用法兰盖式的底盖机，法兰盖式的底盖机占位空间大、自动化程度不高、工作效率低、安全性低、工作环境差。近年来，已有部分焦炭塔塔底装置采用了液压驱动的矩形闸板阀和液压驱动的扇形阀。液压驱动的矩形闸板阀和扇形阀的液压系统故障率较高，在液压系统故障或塔底停电时无法进行塔底阀的操作。液压驱动的矩形闸板阀存在安装和维修占位空间偏大、多数老焦炭塔塔底空间不具备液压驱动的矩形闸板阀安装和维修的条件；液压驱动的扇形阀虽然安装和维修占位空间比液压驱动的矩形闸板阀小，但仍不能充分满足多数老焦炭塔塔底空间全方位安装的条件。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对上述不足之处而提供的一种全电动操作，无液压系统的矩形闸板阀；进一步地，提供一种占位空间小，能充分满足全部焦炭塔塔底空间全方位安装的条件的矩形闸板阀；更进一步地，该电动塔底闸板阀安全性好，电动、气动、手动都能进行阀的启闭操作。此外，还提供一种工作环境好，可实现远程控制的全电动矩形闸板阀。
[0004]为了解决前述技术问题，达到上述技术效果，本实用新型提供了如下的技术方案:
[0005]一种电动塔底闸板阀，主要由阀体、封头、密封组件、闸板组件、电动闸板组件驱动机构、电动外部施加密封力机构构成。
[0006]进一步地，该电动塔底闸板阀还包括腔体清洗装置，清洁封闭型腔内的污物。
[0007]优选地，阀体的壳体上、下端面分别设有通孔及上、下法兰，阀体与封头连接形成封闭腔体，闸板组件可在封闭腔体内部活动；密封组件包括密封座、上密封环、下密封环，壳体的上法兰隔着密封座与上游通道下端口相连，沿通孔轴线方向自上而下为密封座、上密封环、闸板组件、下密封环、压紧法兰，实现闸板阀相互运动部件之间的密封；电动闸板组件驱动机构由电机作为动力源，通过减速箱带动双丝杠/螺母副运动，其中，丝杠螺母与闸板组件连接，丝杠旋转带动丝杠螺母做直线运动从而带动闸板组件运动；电动外部施加密封力机构设置有穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接的螺旋压紧体，其由电机作为动力源，通过设置于螺旋压紧体内的碟簧提供密封力。
[0008]优选地，螺旋压紧体的中心杆与中空丝杠通过键连接，中心杆穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接，在中心杆上装有碟簧，外齿轮套内孔为梯形螺母结构，该梯形螺母结构与中空丝杠构成螺旋副；压板固定在壳体下法兰的下端面上，压板和壳体下法兰间形成内外齿圈的旋转通道；内外齿圈通过齿条带动旋转，内外齿圈的旋转带动外齿轮套旋转，在螺旋副的作用下外齿轮套内的凸台压紧或松开碟簧，碟簧的上端面与压紧法兰下端面贴合，实现施加或释放密封力。
[0009]优选地，设置推杆，由电机提供动力，内外齿圈在电动推杆的作用下通过齿条带动旋转。
[0010]更优选地，电动推杆的运动行程用检测装置控制，电动推杆的运动行程决定了内外齿圈的旋转角度，同时也就控制了碟簧的压缩量，实现了密封力的在线连续可调。
[0011]更优选地，电动推杆的电机输入端加装了气动/手动输入构件，停电时由气动或手动给齿条提供动力。
[0012]优选地，还设置辅助压紧体，辅助压紧体的中心杆穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接，在中心杆上装有碟簧，碟簧下端装有螺母，调节螺母控制碟簧的压缩量以提供辅助压力。更优选地，在碟簧下端和螺母之间设置垫片。
[0013]优选地，该电动塔底闸板阀还包括闸板组件驱动检测装置。
[0014]密封座内部为中空结构，设有中空腔；密封座上设有蒸汽入口，与中空腔贯通连接；密封座与上密封环采用螺栓连接，在连接处布置了 2个金属空心O形环作为静密封件；上密封环下端面开有密封蒸汽和吹扫蒸汽共用的共用环槽，共用环槽上分布若干小孔即吹扫蒸汽孔，吹扫蒸汽孔与密封座的中空腔贯通，用以在工作时引入辅助密封蒸汽。
[0015]闸板组件由闸框、闸盘和闸环组成，闸框上开有两个与壳体上下通孔口径相当的孔，其中一孔用于安装闸盘阻断壳体上下通孔，另一孔用于安装闸环贯通壳体上下通孔形成通道；闸框与闸盘、闸环的配合孔均为阶梯形动配合孔，闸盘、闸环在闸框孔内能够作微量移动，以自动补偿上下密封环的加工和装配误差，即闸框与闸盘、闸环均为浮动联接。
[0016]优选地，电动闸板组件驱动机构由电机作为动力源，通过减速箱带动双丝杠/螺母副运动，其中，螺母与闸板组件连接，丝杠旋转带动螺母做直线运动从而带动闸板运动。
[0017]更优选地，电动闸板组件驱动机构由电机、减速箱、过渡齿轮箱、双丝杠/螺母副、螺旋钢带保护罩、气动/手动输入构件构成，在电机输出端、减速箱输入端间加装了气动和手动输入构件。(气动/手动输入构件由3个齿轮组成:其中I个齿轮与电机输出轴和减速箱输入轴连接，中间为过渡齿轮，末端齿轮与气动/手动输入轴连接);过渡齿轮箱采用5个齿轮组件，布置在中心位置的I个齿轮组件为主动齿轮，布置在两外侧的2个齿轮组件为动力输出齿轮，动力输出齿轮组件与丝杠连接；更优选地，丝杠采用合金钢氮化处理，在丝杠外部装有螺旋钢带保护罩，螺母与闸框连接；丝杠旋转时，作直线运动的螺母带动闸板组件移动，完成阀门的启闭。
[0018]优选地，闸板组件驱动检测装置由装于I根丝杠左端的旋转计数装置和装于左右封头两外侧的直线行程测量装置构成，旋转计数装置和直线行程测量装置均与电气连锁控制。
[0019]腔体清洗装置由装在左封头上下面内的2个自旋喷嘴、装在右封头右端面内的2个自旋喷嘴和左右封头下端的2个排污口组成。腔体清洗装置在阀门每次开启或闭合后工作3-5分钟，排污口用电动球阀控制，自旋喷嘴高压喷射的清洁水和封头腔内的高温蒸汽共同清洁封闭型腔内的污物。
[0020]本实用新型具有以下优势或特点:
[0021]1、由于采用了电动外部施加密封力机构和电动闸板组件驱动机构，实现了全电动操作，无液压系统，提高了设备现场安全性；[0022]2、由于电动闸板组件驱动机构和电动外部施加密封力机构采用了在电机输出端、减速箱输入端间加装了气动/手动输入构件，在现场停电时可以用气动/手动方式启闭阀门，进一步提高了设备现场安全性；
[0023]3、由于电动闸板组件驱动机构采用了内装双丝杠/螺母副构件，因而使整个阀门具有占位空间小的特点，可以充分满足国内全部焦炭塔塔底空间安装和维修条件；
[0024]4、由于在封头和密封座上设有多个蒸汽入口，均可提供辅助密封蒸汽和吹扫蒸汽，当密封副出现问题时，封头密封腔可以提供二次保护；
[0025]5、由于采用闸框与闸盘、闸环的浮动联接，圆形闸盘、闸环热变形小、密封更可靠，且便于维修与更换；
[0026]6、由于设有多个可调节的螺旋压紧体提供密封副压紧力，从而确保密封副的密封比压；
[0027]7、由于压紧法兰下端面一周布置的四个辅助压紧体，在电动外部施加密封力机构解除螺旋压紧体提供的密封副压紧力后仍能保持适当的预紧力，在电动闸板组件驱动机构执行阀门启闭操作时更易动作且能刮除附着在闸盘上的焦炭；
[0028]8、由于闸板组件驱动检测装置的旋转计数装置和直线行程测量装置均与电气连锁，可实现远程控制；
[0029]9、由于腔体清洗装置的自旋喷嘴高压喷射的清洁水和封头腔内的高温蒸汽共同清洁封闭型腔内的污物，免除了对腔内运动部件的人工清洁。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]附图1是本实用新型的立体示意图；
[0031]附图2是本实用新型扇形阀的主视示意图；
[0032]附图3是附图2的俯视示意图；
[0033]附图4是闸板组件驱动机构示意图；
[0034]附图5是附图2的左视示意图；
[0035]附图6是附图2的左视剖视示意图；
[0036]附图7是附图2的仰视示意图；
[0037]附图8是螺旋压紧体示意图。
【具体实施方式】
[0038]以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0039]如附图1至附图8所示。
[0040]阀采用全电动操作，无液压系统；电动、气动、手动都能进行阀的启闭操作；占位空间小，能满足全部焦炭塔塔底空间全方位安装和维修的条件；可实现远程控制。
[0041]如图2和3所示，电动阀具有壳体1，壳体I上、下端面分别设有通孔及上法兰、下法兰，壳体I的上法兰隔着密封座3与上游通道下端口相连。壳体I上端面的通孔经过密封座3与焦炭塔塔底连接，下端面的通孔经过压紧法兰7与溜焦道连接，壳体I与两个封头2连接，使得壳体与封头形成封闭腔体，闸板组件可在封闭腔体内部活动。优选通过螺栓将壳体和封头连接成整体，当然也可采用其他可拆卸的连接方式。
[0042]闸板为组合结构。闸板组件5由闸框5-1、闸盘5-2和闸环5-3组成，闸框上开有两个与壳体上下通孔口径相当的孔，其中一孔用于安装闸盘阻断壳体上下通孔，另一孔用于安装闸环贯通壳体上下通孔形成通道；闸框与闸盘、闸环的配合孔均为阶梯形动配合孔，闸盘、闸环在闸框孔内能够作微量移动，以自动补偿上下密封环的加工和装配误差，即闸框与闸盘、闸环均为浮动联接。
[0043]上密封环4、闸板组件5、下密封环6位于封闭腔体内。圆形闸盘热变形小、密封更可靠，且便于维修与更换:拆除一端封头后，可在平移闸框后取出闸盘。
[0044]沿通孔轴线方向自上而下为密封座3、上密封环4、闸板组件5、下密封环6、压紧法兰7，闸环的通孔与壳体上下通孔形成介质通道。上、下密封环与闸盘/闸环接触的面构成上下两个密封副；闸板组件在上、下密封环之间可通过电动闸板组件驱动机构8的作用移动，使其具有两种位置状态:一为圆形闸环上的通孔与壳体上的通孔同轴心，整体呈贯通状态；二为圆形闸盘与通孔同轴心，闸盘完整封住通道，通道为封堵状态。
[0045]电动闸板组件驱动机构8由电机8-1、减速箱8-2、过渡齿轮箱8_3、双丝杠8_4/螺母8-5副、螺旋钢带保护罩8-6、气动/手动输入构件8-7构成，在电机输出端、减速箱输入端间加装了气动和手动输入构件。气动/手动输入构件由3个齿轮组成:其中I个齿轮8-7-1与电机输出轴和减速箱输入轴连接，中间为过渡齿轮8-7-2，末端齿轮8-7-3与气动/手动输入轴8-7-4连接。正常情况下由电机提供动力，最终带动末端齿轮运转；停电时则直接由气动/手动输入轴提供动力；过渡齿轮箱采用5个齿轮组件，布置在中心位置的I个齿轮组件为主动轮8-3-1，布置在两外侧的2个齿轮组件为动力输出齿轮8-3-2，动力输出齿轮组件与丝杠连接；丝杠采用合金钢氮化处理，在丝杠外部装有螺旋钢带保护罩，螺母与闸框连接；丝杠旋转时，作直线运动的螺母带动闸板组件移动，完成阀门的启闭。
[0046]闸板组件驱动检测装置9由装于I根丝杠左端的旋转计数装置9-1和装于左右封头两外侧的直线行程测量装置9-2构成，旋转计数装置和直线行程测量装置均与电气连锁，以实现远程控制。
[0047]密封座内部为中空结构，设有中空腔；密封座上设有蒸汽入口，与中空腔贯通连接，用以提供辅助密封蒸汽和吹扫蒸汽；优选地，蒸汽入口可设于密封座上端侧面，当然也可设于其他位置比如上端面；密封座与上密封环采用螺栓连接，在连接处布置了 2个金属空心O形环作为静密封件；上密封环下端面开有密封蒸汽和吹扫蒸汽共用的共用环槽，共用环槽上分布若干小孔即吹扫蒸汽孔，吹扫蒸汽孔与密封座的中空腔贯通，用以在工作时引入辅助密封蒸汽；中空结构的密封座可用以储存蒸汽，保持辅助密封蒸汽的压力和吹扫蒸汽在闸板开启瞬间的大流量。
[0048]优选地，密封座上的蒸汽入口可为多个。
[0049]更优选地，封头上还设有蒸汽入口，以提供辅助密封蒸汽和吹扫蒸汽，用以在工作时引入辅助密封蒸汽，在通道需要密封封堵时辅助密封，在通道开启过程中吹扫以防止固液体介质进入壳体和封头腔体里。
[0050]当密封副出现问题时，不仅封头密封腔内的蒸汽可以提供辅助密封，而且封头密封腔可以作为泄漏介质的容腔。此外，泄漏介质可以在封头密封腔内与蒸汽中和后从排污阀排出。也就是说，当密封副出现问题时，封头密封腔可以提供二次保护。[0051]优选地，左右封头各设置一个蒸汽入口。更优选地，封头上的蒸汽入口可设有多个。
[0052]以下给出一种最优选的电动外部施加密封力机构10的结构。压紧法兰7法兰一周布置有电动外部施加密封力机构10。电动外部施加密封力机构由24个螺旋压紧体10-1、4个辅助压紧体10-2、I个内外齿圈10-3、I根齿条10-4、I个电动推杆10_5、2组检测装置10-6和7块压板10-7构成。
[0053]螺旋压紧体10-1的中心杆10-1-1用平键10-1-5与中空丝杠10_1_6连接，中心杆穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接，在中心杆上装有2组各3片叠加的碟簧10-1-3，外齿轮套10-1-4内孔为梯形螺母结构，螺母与中空丝杠构成螺旋副；7块压板10-7固定在壳体下法兰的下端面上，壳体下法兰加工了凹槽，压板和壳体下法兰凹槽间形成内外齿圈10-3的旋转通道，内外齿圈10-3在凹槽内运动，上下受到壳体下法兰和压板的限制；内外齿圈在电动推杆10-5的作用下通过齿条10-4带动旋转，内外齿圈的旋转带动外齿轮套旋转，在螺旋副的作用下外齿轮套内的凸台压紧或松开碟簧，碟簧的上端面通过垫片10-1-2与压紧法兰下端面贴合，实现施加或释放密封力，24个螺旋压紧体同时工作；电动推杆的运动行程用2组检测装置10-6控制，电动推杆的运动行程决定了内外齿圈的旋转角度，同时也就控制了碟簧的压缩量，实现了密封力的在线连续可调，电动推杆的电机输入端加装了气动/手动输入构件(气动和手动输入构件由3个齿轮组成:其中I个齿轮与电机输出轴和减速箱输入轴连接，中间为过渡齿轮，末端齿轮与气动和手动输入轴连接)。正常情况下由电机提供动力，最终带动末端齿轮运转；停电时则直接由气动/手动输入轴提供动力；每个螺旋压紧体提供最大20t推力，24个螺旋压紧体提供最大480t推力；辅助压紧体以中心杆穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接，在中心杆上装有6组单片碟簧，碟簧下端装有垫片和螺母，调节螺母控制碟簧的压缩量达到每个辅助压紧体提供5t推力，4个辅助压紧体共提供20t推力，在阀门启闭的过程中为上密封副提供20t密封力，满足刮除闸板组件上残留焦炭的需要。
[0054]腔体清洗装置11由装在左封头上下面内的2个自旋喷嘴、装在右封头右端面内的2个自旋喷嘴和左右封头下端的2个排污口组成。腔体清洗装置在阀门每次开启或闭合后工作3-5分钟，排污口用电动球阀控制；自旋喷嘴高压喷射的清洁水和封头腔内的高温蒸汽共同清洁封闭型腔内的污物。
[0055]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电动塔底闸板阀，其特征在于:由阀体(1)、封头(2 )、密封组件、闸板组件(5 )、电动闸板组件驱动机构(8)、电动外部施加密封力机构(10)构成，阀体(1)的壳体上、下端面分别设有通孔及上、下法兰，阀体(1)与封头(2)连接形成封闭腔体，闸板组件可在封闭腔体内部活动；密封组件包括密封座(3 )、上密封环(4)、下密封环(6 )，壳体的上法兰隔着密封座与上游通道下端口相连，沿通孔轴线方向自上而下为密封座、上密封环、闸板组件、下密封环、压紧法兰(7)，实现闸板阀相互运动部件之间的密封；电动闸板组件驱动机构(8)由电机作为动力源，通过减速箱带动双丝杠/螺母副运动，其中，丝杠螺母与闸板组件连接，丝杠旋转带动丝杠螺母做直线运动从而带动闸板组件运动；电动外部施加密封力机构(10)设置有穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接的螺旋压紧体(10-1 )，其由电机作为动力源，通过设置于螺旋压紧体(10-1)内的碟簧提供密封力。
2.根据权利要求1所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:螺旋压紧体(10-1)的中心杆(10-1-1)与中空丝杠(10-1-6)通过键连接，中心杆穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接，在中心杆上装有碟簧(10-1-3)，外齿轮套(10-1-4)内孔为梯形螺母结构，该梯形螺母结构与中空丝杠构成螺旋副；压板(10-7)固定在壳体下法兰的下端面上，压板和壳体下法兰间形成内外齿圈(10-3)的旋转通道；内外齿圈(10-3)通过齿条(10-4)带动旋转，内外齿圈的旋转带动外齿轮套(10-1-4)旋转，在螺旋副的作用下外齿轮套内的凸台压紧或松开碟簧，碟簧的上端面通过垫片(10-1-2)与压紧法兰下端面贴合，实现施加或释放密封力。
3.根据权利要求2所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:设置推杆(10-5)，推杆由电机提供动力，内外齿圈在推杆(10-5)的作用下通过齿条(10-4)带动旋转。
4.根据权利要求3所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:推杆的运动行程用检测装置(10-6)控制，推杆的运动行程决定了内外齿圈的旋转角度，同时也就控制了碟簧的压缩量，实现密封力的在线连续可调。`
5.根据权利要求3或4所述的一种电动塔底闸板阀,其特征在于:在推杆的电机输入端加装气动/手动输入构件，停电时由气动或手动给齿条提供动力。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:还设置辅助压紧体，辅助压紧体的中心杆穿过压紧法兰的通孔与壳体下法兰固定连接，在辅助压紧体的中心杆上也装有碟簧，该碟簧下端装有螺母，调节该螺母控制该碟簧的压缩量以提供辅助压力。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:密封座内部为中空结构，设有中空腔；密封座上设有蒸汽入口，与中空腔贯通连接；密封座与上密封环采用螺栓连接，在连接处布置2个金属空心O形环作为静密封件；上密封环下端面开有密封蒸汽和吹扫蒸汽共用的共用环槽，共用环槽上分布若干小孔即吹扫蒸汽孔，吹扫蒸汽孔与密封座的中空腔贯通，用以在工作时引入辅助密封蒸汽。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:闸板组件由闸框、闸盘和闸环组成，闸框上开有两个与壳体上下通孔口径相当的孔，其中一孔用于安装闸盘阻断壳体上下通孔，另一孔用于安装闸环贯通壳体上下通孔形成通道；闸框与闸盘、闸环的配合孔均为阶梯形动配合孔，闸盘、闸环在闸框孔内能够作微量移动，以自动补偿上下密封环的加工和装配误差，即闸框与闸盘、闸环均为浮动联接。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:还包括闸板组件驱动检测装置(9)，由装于I根丝杠左端的旋转计数装置和装于左右封头两外侧的直线行程测量装置构成，旋转计数装置和直线行程测量装置均与电气连锁控制。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动塔底闸板阀，其特征在于:还包括腔体清洗装置(11 )，腔体清洗装置(11)包括设置于封头的喷嘴和排污口，以对封闭腔体进行清洁；排污口用电动球阀控制，喷嘴喷射的清洁水和封头腔内的高温蒸汽共同清洁封闭型腔内 的污物。
【文档编号】F16K3/16GK203548964SQ201320735087
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】林达镛, 汪蓬, 毛辉, 朱爱青, 陈保申 申请人:襄阳航生石化环保设备有限公司