一种新型调压消音阀的制作方法

本发明涉及一种新型调压消音阀，尤其是一种控制炼铁高炉炉顶煤气压力，可将高炉炉顶压力控制在炼铁工艺要求范围内的调压消音阀。

背景技术：

调压阀组是控制炼铁高炉炉顶煤气压力的调压设备，只有将高炉炉顶的压力控制在工艺要求范围内，才能保证高炉炼铁正常、高效率生产。目前大中型高炉为了提高炼铁效率，其高压操作的压力值越来越大，高压操作时的煤气流量越来越大，使得调压阀组配套的调节蝶阀的口径越来越大，调节蝶阀的调节性能越来越难以满足炼铁高炉高压操作的工艺技术要求。

如图1和图2所示，传统的蝶阀调压阀组通常由前集合管1、调节蝶阀2、锥形接管3、后集合管4组成。在前集合管1的封头端通常开设4个出口接管，4个出口接管的右端通过法兰形式与4个调节蝶阀分别固定连接，4个调节蝶阀右端分别与4个锥形接管连接，4个锥形接管的右端分别连接在后集合管4封头端，调节蝶阀通常采用3个等口径的较大口径蝶阀和1个较小口径蝶阀。根据炼铁高炉的工艺要求，同时或部分控制调节蝶阀的开启角度以满足炉顶高压操作的工艺要求。由于蝶阀本身固有的流量调节特性的局限性，蝶阀在25％～75％的行程范围内才具有近似线性调节性能，且用于粗调的较大口径蝶阀和用于精调的较小口径蝶阀的公称直径具有匹配性要求。在实际应用中，由于大、小蝶阀公称直径设计的不匹配性，经常导致其调节性能不能完全满足工艺要求，同时由于几台蝶阀同时动作，驱动装置的操作控制程序复杂，操作控制的事故率较高。

技术实现要素：

本发明的发明目的就在于提供一种用于控制炼铁高炉炉顶煤气压力的新型调压消音阀，其克服了现有技术传统的调压阀组调节性能差、驱动装置的操作控制程序复杂、操作控制的事故率较高的不足，本发明调节性能好，消音性能好，简化了驱动装置的操作控制程序，阀门操作控制更简单、更可靠。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种新型调压消音阀，包括前阀体(5)、伺服油缸(6)、直线位移传感器(7)、连接架(8)、行程开关(9)、阀杆(10)、轴套(11)、锥形阀瓣(12)、锥形阀座(13)、导向杆(14)、导向套(15)、中阀体(16)、后阀体(17)；

前阀体(5)与中阀体(16)之间采用法兰连接，中阀体(16)与后阀体(17)之间采用法兰连接；

所述前阀体(5)由入口法兰(18)、入口锥管(19)、圆筒(20)、椭圆管(21)、连接法兰(22)、支腿焊接而成，椭圆管(21)贯穿圆筒壁并与圆筒(20)焊接；

所述中阀体(16)由连接法兰(23)、入口环板(24)、圆筒(25)、整流栅(26)、出口环板(27)组成，两个连接法兰(23)分别焊接于圆筒(25)的两端部，连接法兰(23)的密封面与圆筒(25)中心线垂直，入口环板(24)和出口环板(27)分别焊接于圆筒(25)内腔的左、右端部，入口环板(24)和出口环板(27)的截面呈l形，锥形阀座(13)上设置的外缘圆筒插入入口环板(24)上设置的内缘圆筒内定位后采用紧固件连接，整流栅(26)上设置的外缘圆筒(38)插入出口环板(27)上设置的内缘圆筒内定位后采用紧固件连接，在入口环板(24)和出口环板(27)的内侧表面分别设置消音材料；

所述后阀体(17)由连接法兰(28)、外环板(29)、螺杆(30)、内环板(31)、圆筒(32)、外层消音环(33)、中层消音环(34)、内层消音环(35)、出口锥管(36)、出口法兰(37)、支腿组成，连接法兰(28)和出口锥管(36)分别焊接于圆筒(32)的左、右两端，出口法兰(37)焊接于出口锥管(36)的右端，两个外环板(29)分别焊接于圆筒(32)内腔的两端部，两个内环板(31)分别通过多个沿后阀体(17)中心线均布的螺杆(30)与两个外环板(29)固定连接，外层消音环(33)位于两个外环板(29)的内侧并与圆筒(32)内壁贴合后固定连接，中层消音环(34)位于两个外环板(29)的内侧并与外环板(29)固定连接，中层消音环(34)的内径等于外环板(29)的内径，内层消音环(35)位于两个内环板(31)的内侧并与内环板(31)固定连接，内层消音环(35)的内径和外径分别等于内环板(31)的内径和外径；

所述前阀体(5)、中阀体(16)、后阀体(17)、伺服油缸(6)、连接架(8)、阀杆(10)、锥形阀瓣(12)、锥形阀座(13)、导向杆(14)、整流栅(26)的水平中心线重合，其中伺服油缸(6)和连接架(8)设在椭圆管(21)内，伺服油缸(6)与连接架(8)左端固定连接，直线位移传感器(7)和行程开关(9)安装在连接架(8)上，连接架(8)右端与安装在椭圆管(21)上的底座(42)固定连接，底座(42)内设置轴套(11)，轴套(11)支承阀杆(10)，阀杆(10)装配在轴套(11)内，阀杆(10)左端与伺服油缸(6)的活塞杆固定连接，阀杆(10)右端与锥形阀瓣(12)左端通过销轴固定连接，锥形阀瓣(12)右端与导向杆(14)左端固定连接，导向杆(14)右端贯穿导向套(15)，导向套(15)设置在整流栅(26)的导向座(41)内。

本发明的工作原理和过程是：本发明所述伺服油缸(6)带动阀杆(10)连同锥形阀瓣(12)在水平方向做往复直线运动，通过锥形阀瓣(12)与锥形阀座(13)之间形成的环缝面积的变化实现对炉顶压力的调节和关闭、开启到位的动作；在连接架(8)上设置的直线位移传感器(7)适时输出阀门启闭位置的电信号，行程开关(9)显示阀门的开启到位和关闭到位的信号。

当欲全部关闭阀门时，向伺服油缸(6)右端油口进油，液压油推动活塞杆向左移动，活塞杆带动阀杆(10)和锥形阀瓣(12)同步向左移动，直至锥形阀瓣(12)的外锥面贴紧锥形阀座(13)的内锥面，阀门关闭到位，行程开关(9)输出阀门关闭到位的信号。

当欲全部打开阀门时，向伺服油缸(6)左端油口进油，液压油推动活塞杆向右移动，活塞杆带动阀杆(10)和锥形阀瓣(12)同步向右移动，锥形阀瓣(12)的外锥面脱离锥形阀座(13)的内锥面，伺服油缸(6)上的活塞运行到位后，阀门开启到位，行程开关(9)输出阀门开启到位的信号。

当欲对高炉炉顶进行调压时，按照伺服油缸(6)的行程与炉顶压力的对应关系，启动控制程序驱动伺服油缸(6)动作，通过直线位移传感器(7)的电信号适时调节阀门的开启面积以达到调压的目的。

上游高速气流经入口法兰(18)绕过椭圆管(21)后，穿过锥形阀瓣(12)与锥形阀座(13)之间缝隙进入中阀体(16)内腔缓冲减速，再经整流栅(26)上设置的导流锥(40)和整流板(39)整流梳理后进入由中层消音环(34)和内层消音环(35)形成的环形空间，较大部分气流沿调压消音阀水平中心线方向向右移动，较小部分气流穿过中层消音环(34)或内层消音环(35)沿径向扩散到由外层消音环(33)和中层消音环(34)形成的环形空间或由内层消音环(35)形成的圆柱形空间继续向右移动，最终所有气体汇集到调压消音阀右端流入下游的工艺管道内；高速气流在经过消音环上设置的消音材料时，消音材料吸收高速气流的动能，最终达到消音降噪的目的。

本发明采用上述方案产生的有益效果为：

本发明所述的新型调压消音阀，采用一个锥形阀取代传统技术的数个调节蝶阀，简化了驱动装置的操作控制程序，阀门操作控制更简单、更可靠。

本发明所述的新型调压消音阀采用一个锥形阀取代传统技术的数个调节蝶阀，仅需设置一个驱动装置，降低了驱动装置(如液压伺服油缸、电动调节装置)的采购或制造成本。

本发明设置的锥形阀与传统技术的调节蝶阀相比，在启闭的全行程具有等百分比流量特性，其调节性能较好，能够更好地满足高炉炉顶压力调节的工艺要求。

本发明所述的新型调压消音阀通过设置整流栅结构和消音环结构对高速气流的导流整流和吸能减震，其消音降噪性能良好。

附图说明

图1是传统的蝶阀调压阀组的结构示意图。

图2是图1a-a向剖视图。

图3是本发明的新型调压消音阀实施例的结构示意图。

图4是本发明的图3b-b向剖视图。

图5是本发明的图3中局部ⅰ结构示意图。

图6是本发明的新型调压消音阀实施例在开启状态时气流状态示意图。

图7是本发明的新型调压消音阀实施例中整流栅的结构示意图。

图8是本发明的图7c-c向剖视图。

图中：1.前集合管；2.调压蝶阀；3.锥形接管；4.后集合管；5.前阀体；6.伺服油缸；7.直线位移传感器；8.连接架；9.行程开关；10.阀杆；11.轴套；12.锥形阀瓣；13.锥形阀座；14.导向杆；15.导向套；16.中阀体；17.后阀体；18.入口法兰；19.入口锥管；20.圆筒；21.椭圆管；22.连接法兰；23.连接法兰；24.入口环板；25.圆筒；26.整流栅；27.出口环板；28.连接法兰；29.外环板；30.螺杆；31.内环板；32.圆筒；33.外层消音环；34.中层消音环；35.内层消音环；36.出口锥管；37.出口法兰；38.外缘圆筒；39.整流板；40.导流锥；41.导向座；42.底座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

如图3、4所示，本发明实施例新型调压消音阀包括前阀体5、伺服油缸6、直线位移传感器7、连接架8、行程开关9、阀杆10、轴套11、锥形阀瓣12、锥形阀座13、导向杆14、导向套15、中阀体16、后阀体17。前阀体5与中阀体16之间采用法兰连接，中阀体16与后阀体17之间采用法兰连接。所述伺服油缸6与连接架8左端固定连接，直线位移传感器7和行程开关9安装在连接架8上，连接架8右端与椭圆管21上的底座42固定连接，底座42内设置轴套11，轴套11支承阀杆10，阀杆10左端与伺服油缸6的活塞杆固定连接，阀杆10右端与锥形阀瓣12左端通过销轴固定连接，锥形阀瓣12右端与导向杆14左端固定连接，导向杆14贯穿设置在整流栅上的导向套15。

如图5、6、7、8所示，所述前阀体5由入口法兰18、入口锥管19、圆筒20、椭圆管21、连接法兰22、支腿焊接而成，椭圆管21贯穿圆筒壁并与圆筒20焊接；所述中阀体16由连接法兰23、入口环板24、圆筒25、整流栅26、出口环板27组成，两个连接法兰23分别焊接于圆筒25的两端部，入口环板24和出口环板27分别焊接于圆筒25内腔的左、右端部，入口环板24和出口环板27的截面呈l形，锥形阀座13上设置的外缘圆筒插入入口环板24上设置的内缘圆筒内定位后采用紧固件连接，整流栅26上设置的外缘圆筒38插入出口环板27上设置的内缘圆筒内定位后采用紧固件连接，在入口环板24和出口环板27的内侧表面分别设置消音材料，所述整流栅26由外缘圆筒38、整流板39、导流锥40、导向座41组成，导流板39沿外缘圆筒38对称中心线均布以整流梳理紊乱的气流；所述后阀体17由连接法兰28、外环板29、螺杆30、内环板31、圆筒32、外层消音环33、中层消音环34、内层消音环35、出口锥管36、出口法兰37、支腿组成，连接法兰28和出口锥管36分别焊接于圆筒32的左、右两端，出口法兰37焊接于出口锥管36的右端，两个外环板29分别焊接于圆筒32内腔的两端部，两个内环板31分别通过多个沿后阀体17中心线均布的螺杆30与两个外环板29固定连接，外层消音环33位于两个外环板29的内侧并与圆筒32内壁贴合后固定连接，中层消音环34位于两个外环板29的内侧并与外环板29固定连接，内层消音环35位于两个内环板31的内侧并与内环板31固定连接。

本发明的工作过程是：所述伺服油缸6带动阀杆10连同锥形阀瓣12在水平方向做往复直线运动，通过锥形阀瓣12与锥形阀座13之间形成的环缝面积的变化实现对炉顶压力的调节和关闭、开启到位的动作。

当欲全部关闭阀门时，向伺服油缸6右端油口进油，液压油推动活塞杆向左移动，活塞杆带动阀杆10和锥形阀瓣12同步向左移动，直至锥形阀瓣12的外锥面贴紧锥形阀座13的内锥面，阀门关闭到位，活塞杆上固定连接的感应板同步运动到位，行程开关9输出阀门关闭到位的信号。

当欲全部打开阀门时，向伺服油缸6左端油口进油，液压油推动活塞杆向右移动，活塞杆带动阀杆10和锥形阀瓣12同步向右移动，锥形阀瓣12的外锥面脱离锥形阀座13的内锥面，伺服油缸6上的活塞运行到位后，阀门开启到位，活塞杆上固定连接的感应板同步运动到位，行程开关9输出阀门开启到位的信号。

当欲对高炉炉顶进行调压时，按照伺服油缸6的行程与炉顶压力的对应关系，启动控制程序驱动伺服油缸6动作，活塞杆上固定连接的感应板带动直线位移传感器7的感应环同步移动，通过直线位移传感器7输出的电信号适时调节阀门的开启面积以达到调压的目的。

上游高速气流经入口法兰18绕过椭圆管21后，穿过锥形阀瓣12与锥形阀座13之间缝隙进入中阀体16内腔缓冲减速，再经整流栅26上设置的导流锥40和整流板39整流梳理后进入由中层消音环34和内层消音环35形成的环形空间，较大部分气流沿调压消音阀水平中心线方向向右移动，较小部分气流穿过中层消音环34或内层消音环35沿径向扩散到由外层消音环33和中层消音环34形成的环形空间或由内层消音环35形成的圆柱形空间继续向右移动，最终所有气体汇集到调压消音阀右端流入下游工艺管道内；高速气流在经过消音环上设置的消音材料时，消音材料吸收高速气流的动能，最终达到消音降噪的目的。

本发明的新型调压消音阀，前阀体5上设置的入口法兰18可改为焊接结构与上游工艺管道焊接连接，后阀体17上设置的出口法兰37可改为焊接结构与下游工艺管道焊接连接，上述设计结构的变动均为专利保护的范围。