衬套单元及角形调节阀门的制作方法

本实用新型涉及阀门技术领域，具体地涉及一种衬套单元及角形调节阀门。

背景技术：

气流床粉煤气化因其在煤种适应性和设备使用寿命等方面的优势，已越来越多地应用于各类化工生产，粉煤加压高浓度气力输送是一个复杂的过程，更是粉煤加压气化的关键技术之一，实现粉煤高浓度、稳定以及可控的气力输送，是粉煤气化装置实现长周期运行的必要前提。

通常改变煤粉输送压差或者输送气量，能在一定程度上调节煤粉流量，但是这种调节方式不够灵活，且调节范围有限。目前已经在国内运行的气流床煤粉气化装置上，大都采用特殊结构的进口或国产煤粉流量角行程调节阀来调节控制煤粉流量，该阀门成为粉煤气化装置上的关键阀门之一。粉流量角行程调节阀，是依据阀芯(截流元件)的运动方式进行定义的，其介质流路简单，因而流动阻力小，流通能力大，另外，由于其结构特点，介质在阀体内部不易形成沉淀，防堵性能好，自洁性能好，进出口流向夹角为120度。工艺介质从底部进入，侧面流出，阀门为流开型，气动执行机构倒置。通过改变阀芯开槽的遮挡面积，从而改变粉煤的流量。阀芯由阀杆拖动，用波纹管密封，阀盖处有氮气吹扫口，用于防止因煤粉沉积而引起的波纹管卡塞。

现有技术中公开了一种煤粉角形控制阀，阀体内腔流道镶嵌一体化的内衬套和衬套，环状阀座从阀体下端套入在衬套外，由压套和下法兰轴向定位压紧，环状阀座与压套之间设有密封垫。通常煤粉流量角行程调节阀内部硬质合金衬套容易出现磨损，当其中一部分损坏时，就需要进行整体更换，整体衬套单元的使用寿命较短，且更换费用极高，增加了生产过程中的维护费用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中角形调节阀门内部衬套单元使用寿命较短以及生产过程中维护费用较高的技术问题，从而提供一种衬套单元及角形调节阀门，该衬套单元可以延长未损坏部件的使用寿命，降低生产过程中的维护费用。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种衬套单元，其适于安装在角形调节阀门的阀体内部，所述衬套单元包括入口衬套结构和与所述入口衬套结构可拆卸连接的出口衬套，所述入口衬套结构包括用于安装在靠近所述角形调节阀门的入口位置上的入口衬套和设置于所述入口衬套靠近所述出口衬套一端的阀座，所述出口衬套用于安装在与所述角形调节阀门的出口对应的位置上并设置有用于与所述阀门出口连通的出口流道口，所述入口衬套结构与所述出口衬套共同形成有适于所述角形调节阀门的阀芯运动的空腔。

优选地，所述阀座与所述入口衬套一体成型设置。

优选地，所述入口衬套靠近所述出口衬套一端的外壁向内凹陷形成有环形凸台，所述阀座成型于所述环形凸台上，所述出口衬套靠近所述入口衬套的一端形成有与所述环形凸台适配的环形连接口。

优选地，所述阀座与所述入口衬套可拆卸地连接。

优选地，所述阀座与所述出口衬套可拆卸地连接。(阀座分别与入口衬套和出口衬套可拆卸连接)

优选地，所述阀座与所述出口衬套螺纹连接，或者，所述阀座与所述出口衬套通过螺栓连接。

优选地，还包括设置于所述角形调节阀门的出口处的角形衬套，所述角形衬套与所述出口衬套可拆卸地连接。

优选地，所述入口衬套结构与所述出口衬套的连接处设置有密封垫片。

优选地，所述阀座设置为能够相对所述出口衬套旋转定位。

本实用新型第二方面提供一种角形调节阀门，其包括如上所述的衬套单元。

通过上述技术方案，当入口衬套结构或出口衬套磨损较为严重需要更换时，无需对衬套单元进行整体更换，仅更换损坏的部件即可，从而能够延长未损坏部件的使用寿命，降低生产过程中的维护费用，节省了成本。

附图说明

图1是本实用新型的衬套单元的一种实施方式的结构示意图；

图2是图1所示的衬套单元中入口衬套结构的结构示意图；

图3是图2所示的衬套单元中入口衬套结构a区域的放大图；

图4是图1所示的衬套单元中出口衬套的结构示意图；

图5是本实用新型的衬套单元的角形衬套的一种实施方式结构示意图；

图6是图5所示的衬套单元的角形衬套的截面图；

图7是图5所示的衬套单元的角形衬套的另一角度示意图；

图8是本实用新型的角形调节阀门的阀芯的一种实施方式的结构示意图；

图9是图8所示的角形调节阀门的阀芯的另一角度示意；

附图标记说明

1-入口衬套；2-环形凸台；3-阀座；4-出口衬套；5-连接口；6-出口流道口；7-角形衬套；8-阀芯。

具体实施方式

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用如“上、下、左、右、内、外”等方位词均是根据对应附图中所示的方位而言。

如图1-7所示，本实用新型提供一种衬套单元，其适于安装在角形调节阀门的阀体内部，所述衬套单元包括入口衬套结构和与所述入口衬套结构可拆卸连接的出口衬套4，所述入口衬套结构包括用于安装在靠近所述角形调节阀门的入口位置上的入口衬套1和设置于所述入口衬套1靠近所述出口衬套4一端的阀座3，所述出口衬套4用于安装在与所述角形调节阀门的出口对应的位置上并设置有用于与所述阀门出口连通的出口流道口6，所述入口衬套结构与所述出口衬套4共同形成有适于所述角形调节阀门的阀芯8运动的空腔。

当入口衬套结构或出口衬套4磨损较为严重需要更换时，无需对衬套单元进行整体更换，仅更换损坏的部件即可，尤其当入口衬套结构损坏时仅需更换入口衬套结构即可，出口衬套4可安装在阀体内部，不再拆出，防止了拆出时造成的出口衬套4损坏，这样的设计能够延长未损坏部件的使用寿命，降低生产过程中的维护费用，节省成本，延长阀门的使用寿命，提升阀门的运行稳定性。同时由于更换的部件通常都是靠近入口处设置的入口衬套结构，因此还可以使维护工作变得更方便、快捷，提高维护工作效率。

作为一种实施方式，所述阀座3与所述入口衬套1一体成型设置。如图2-3所示，阀座3成型于入口衬套1靠近出口衬套4一端(底端)的内壁上。相对于环状阀座3从阀体下端套入在一体成型的衬套外并由压套和下法兰轴向定位压紧而言，这样的设计无需借助额外的结构施加压力对阀座3进行压紧处理，结构更简单，同时能够使阀座3与入口衬套1之间的密封性得到更可靠的保障。在实际应用中，如图2-3所示，阀座3可以设置为1.5mm面密封，角度为45°，导向宽度为7mm。

作为一种实施方式，如图2所示，入口衬套1主体外径为104.85mm；入口衬套1远离出口衬套4的一端(上端)设置有角度为24°的煤粉流向导向壁，导向口(即位于顶端处的开口)口径为49.3mm；入口衬套1高度为153.1mm。

作为一种实施方式，如图4所示，出口衬套4中用于煤粉介质流通的出口流道口6口径为49.3mm，出口流道口6与出口衬套4本体之间的角度为60°，以便与角形调节阀门的出口短管连接；出口衬套4整体高度为245mm，外径为129.8mm。

作为一种实施方式，如图4所示，出口衬套4远离出口流道口6的一端(即底端)设置有防转动销钉口，高度为12mm，在出口衬套4装入角形调节阀门的阀体内部后，使用销钉固定，防止出口衬套4转动，进而造成出口流道口6错位。

作为一种实施方式，如图1-2和图4所示，所述入口衬套1靠近所述出口衬套4一端(图2中所示的底端)的外壁向内凹陷形成有环形凸台2，所述阀座3成型于所述环形凸台2上，具体成型于所述环形凸台2的内壁上，所述出口衬套4靠近所述入口衬套1的一端(图4中所示的顶端)形成有与所述环形凸台2适配的环形连接口5，入口衬套结构与出口衬套4通过环形连接口5以及环形凸台2进行连接。环形凸台2的设计不光起到与出口衬套4连接的作用，还起到限位的作用，防止入口衬套结构从角形调节阀门中脱落。在实际应用中，环形凸台2的宽度设置为2.25mm，高度设置为21mm，外径设置为100.35mm；环形连接口5内径设置为100.5mm，高度设置为20mm。安装后，环形凸台2位于出口衬套4的环形连接口5内部，入口衬套结构和出口衬套4的连接面通过聚四氟乙烯密封垫片密封。

作为一种实施方式，所述阀座3与所述入口衬套1可拆卸地连接。由于阀座3与出口衬套4的出口流道口6对应的位置极容易发生磨损，因此当阀座3磨损较为严重需要更换时，这样的设计无需将入口衬套1一同更换，仅更换阀座3即可，大大节省了成本；同时这样的设计更容易保证阀座3与入口衬套1之间的密封性，结构更可靠，结构稳定性更强。

作为一种实施方式，所述阀座3与所述出口衬套4可拆卸地连接。在实际应用中，可以使阀座3与入口衬套1、出口衬套4分别可拆卸地连接，从而使阀座3、入口衬套1、出口衬套4均可以单独进行更换；同时阀座3与出口衬套4可拆卸连接的设计更容易使阀座3与出口衬套4之间的密封性得到保证，结构稳定性也更强。

优选地，所述阀座3与所述出口衬套4螺纹连接，或者，所述阀座3与所述出口衬套4通过螺栓连接。这样的设计可以使阀座3能够相对于出口衬套4旋转一定角度，当阀座3与出口衬套4的出口流道口6对应的位置磨损较为严重时，可以将阀座3拆卸开调整一定角度继续使用，将磨损不严重的部位与出口衬套4的出口流道口6对应，可以重复使用多次，大大延长了阀座3的使用寿命，节约了成本。

作为一种实施方式，如图5-7所示，还包括设置于所述角形调节阀门的出口处的角形衬套7，所述角形衬套7与所述出口衬套4可拆卸地连接。角形调节阀门的出口即为煤粉经过流量调节后离开阀门的出口。在实际应用中，可以将角形衬套7的总长度设置为229mm，外径设置为67.85mm，内径设置为49.3mm，厚度设置为9.2mm；角形衬套7与阀体之间形成的角度设置为60°。

作为一种实施方式，所述入口衬套结构与所述出口衬套4的连接处设置有密封垫片。所述密封垫片优选为聚四氟乙烯密封垫片，密封垫片的设计可以防止煤粉介质进入到阀体中。

作为一种实施方式，所述阀座3设置为能够相对所述出口衬套4旋转定位。当阀座3与出口衬套4的出口流道口6对应的位置磨损较为严重时，可以将阀座3拆出调整一定角度后继续使用，将磨损不严重的部位与出口衬套4的出口流道口6对应，可以重复使用多次，极大的延长了使用寿命，节约了成本。当阀座3与入口衬套1一体成型设置时，则入口衬套结构可相对于出口衬套4旋转，可以实现入口衬套结构的多次使用，提高入口衬套结构的使用寿命。

本实用新型还提供一种角形调节阀门，其包括如上所述的衬套单元以及阀芯8。阀芯8通过在入口衬套结构和出口衬套4共同形成的空腔中往复运动，来实现对煤粉流量的调节。

作为一种实施方式，如图8所示，阀芯8总长度为164mm(水平方向的长度)，阀芯8开口总长度为71.75mm；由于设计的流量特性为等百分比，故阀芯8开口的宽度为16mm；如图8所示，阀芯8开口为位于阀芯8右端的u型开口，如图9所示，阀芯8开口位于左侧；为了减少煤粉对阀芯8的冲刷，阀芯8内部设计为锥形。

作为一种实施方式，如图8所示，所述阀芯8远离其开口的一端(即左端)设置有防转动凹槽，在阀芯8和阀杆连接后，防转动凹槽可以使阀芯8固定住，不能转动。在阀门动作时，阀芯8可在衬套单元的空腔中上下移动，移动行程为65mm。

作为一种实施方式，入口衬套1、出口衬套4、阀座3以及阀芯8均采用碳化钨材质。碳化钨材质，是一种由钨和碳组成的化合物。分子式为wc，分子量为195.85。碳化钨为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸－氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴等金属，就能减少脆性。碳化钨的化学性质稳定。碳化钨粉应用于硬质合金生产材料。衬套单元采用碳化钨材质，是为了避免煤粉在流动时对阀体造成磨损而引起阀门损坏，具有较强的抗磨损性能，能够适用于煤粉介质的耐磨工况。

在工作时，煤粉气流由角形调节阀门的入口进入阀体内部，然后流经入口衬套1，进入阀芯8内部，阀芯8沿衬套单元的空腔轴向做往复运动，从而调整阀芯8的出口与出口衬套4的出口流道口6之间重合的开口面积，进而对煤粉流量进行控制；然后煤粉气流再经阀芯8出口、出口流道口6进入阀体的出口位置，最后从阀体出口处流出。角形调节阀门包括全开状态、全闭状态以及半开状态，全开状态指阀芯8出口与出口流道口6全部对应、实现流量最大时的状态；全闭状态指阀芯8出口与出口流道口6完全不对应(即二者无重合部分)，此时煤粉气流不能从阀体内部流出；半开状态指阀芯8出口与出口流到口部分对应，可以使煤粉气流流动，但是流量介于最小值和最大值之间，流量大小根据重合部分开口面积决定。

经实际应用得出，入口衬套1周长为266.9mm，阀座3磨损宽度为16mm(阀座3磨损宽度与出口衬套4的出口流道口6的宽度相对应)，则调整角度后可使用8次。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。例如，可以将阀座3与入口衬套1、出口衬套4完全分离开来，单独设计，其中阀座3宽度为7mm，设计为1mm面密封，角度为45°；密封垫片还可以为橡胶垫片；一体成型的入口衬套结构与出口衬套4通过螺纹连接等。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如可以将将密封垫片应用至入口衬套结构与出口衬套4连接的任何一种实施方式中；阀座3能够相对出口衬套4旋转与其他任一实施方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。