防卡防堵耐磨球阀的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种防卡防堵耐磨球阀。该专利由超达阀门集团股份有限公司申请，并于2016年10月12日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种防卡防堵耐磨阀门。

发明背景

阀门应用于石油、化工、电力、钢铁、天然气、煤化工、多晶硅等各种装置的导通和切断，特别是对于使用介质具有大量固体颗粒、多相复杂介质装置中的阀门，极易卡涩、堵塞，甚至无法开关和动作。

在这些装置中曾大量使用闸阀、球阀等，由于闸阀中腔更容易堆积物料，直线运动的闸板往往无法向下关断，并且更容易被拉伤和损坏，近年来使用球阀的比例越来越多，球阀由于为90°转角开关，并且以目前的技术可以对球体和阀座进行硬化处理，因此球阀对物料具有一定的耐磨和刮除功能，使用效果较闸阀为好。但是，球阀的球体两侧具有两个阀座，阀门关闭时，阀座之间就形成了一个与阀门进口与出口隔离的中腔，由于中腔较管道内径更大，物料及容易沉积和被劫持而无法排出，时间久了之后，中腔将挤满物料而使球阀无法动作。

因此，对于固体颗粒物料、固体介质含量较多的多相介质、以及较为复杂的混合介质，目前的球阀还是无法彻底解决物料沉积和阀门卡堵的问题，这对装置的生产和操作均具有较大的安全隐患，急需进行解决。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种防卡防堵耐磨阀门，能够在固体颗粒介质、含固液态介质、含固气体介质及多相复杂介质应用中解决阀门中腔沉积、堵塞、开关卡涩等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有阀体、阀芯、阀座和阀杆，所述的阀体包括有左右可拆卸拼接的阀体主体和阀体侧盖，阀体内设置有相互连通的介质进口腔（ A ）、阀腔（ B ）和介质出口腔（ C ），介质进口腔（ A ）位于阀体侧盖内，所述的阀芯为完整阀球切除部分侧壁后构成的U形非整球结构，阀芯包括有上连接臂、侧球面板和下连接臂，所述的上连接臂上设置有阀杆联合转动配合的阀杆榫孔，所述的下连接臂上设置有下轴转动孔，该下轴转动孔内转动设置有下轴，该下轴的外端固定设置于阀体相对于阀腔（ B ）下方位置上；该侧球面板在阀芯处于闭合状态下与阀座密封配合，所述的阀杆的中心轴线相对于阀芯的侧球面板的球心作偏心设置，使得侧球面板在阀芯处于全开状态下与阀座之间存在最大介质流通间隙。

进一步设置是所述的阀杆的中心轴线与下轴的中心轴线相互同轴设置。阀杆的中心轴线相对于阀芯的侧球面板的球心的偏心距离（b1）》下轴的中心轴线相对于阀芯的侧球面板的球心的偏心距离（b2），阀杆的中心轴线相对于阀芯的侧球面板的球心的偏心方向与下轴的中心轴线相对于阀芯的侧球面板的球心的偏心方向相垂直。该阀芯的流道口尺寸均不小于介质进口腔（ A ）和介质出口腔（ C ）的内径尺寸。所述阀球和阀座配合表面均采用硬化技术处理使其耐磨阀座设置于阀座总成内，该阀座总成安装在阀球进口端，包括阀座、弹簧、前端密封圈、后端密封圈、弹簧座和弹簧压圈，阀座的内端限位设置有固定于阀体侧盖内端的限位板。是弹簧座、弹簧压圈均需以中心哈夫线为准分成两半后再与阀座进行安装，组成阀座总成。阀芯的侧球面板的边沿均为尖锐的弧形刮刀形状。在阀座及阀腔（B）设置吹扫阀门，阀座处的吹扫阀在阀门关闭时吹扫阀座与阀球结合处，阀腔处吹扫阀在阀门全开时对阀球表面进行吹扫。

采用上述技术方案，阀座总成安装在阀球进口前端，并通过限位板限制了移动位置，弹簧室完全密封、无污染，可以长期保持高度洁净，阀球背面与管道直接连通，阀门在开启过程中，阀球将逐渐脱离阀座，当阀门全开时，阀球与阀座将具有大间距，介质压力可以流经大间距处对体腔进行高速吹扫，自动清洁阀腔，防止介质沉积，当阀门关闭时，阀球将逐渐靠向阀座，阀球的尖锐边沿在关闭过程中可以刮除阀座表面滞留物料，自动清洁阀座密封表面，直至完全吻合密封，阀座和阀腔处设置的吹扫阀门还可以在阀门关闭及完全开启时进行吹扫，阀座、阀球和阀腔进行清洁，彻底解决物料沉积和阀门卡堵的问题，保证生产和操作的安全。