一种液压驱动适用于各类复杂物料的柱塞式阀及阀组的制作方法

1.本发明属于环保设备领域，主要适用于半固态准流体物料的输送，比如污泥、油泥、化工残渣、尾矿、污染土等含水量比较低的介质。具体为一种液压驱动适用于各类复杂物料的柱塞式阀及阀组。


背景技术：

2.在半固态准流体物料的输送过程中，由于其具有含水量低、流量大、所需要的输送压力高等特点，目前在该输送管道中使用的球阀因其受到流体动力冲击，特别在长距离输送时，管道内的压力非常高，介质会对管道中的阀门造成严重冲击，同时会出现震动及噪音等；同时介质中的固体杂质会产生阀门关闭不严，阀芯、阀座磨损严重等不利影响，严重影响阀门使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决上述问题提供一种液压驱动适用于各类复杂物料的柱塞式阀及阀组，其有效提高阀门的耐冲击性能和使用寿命。
4.为达成上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种液压驱动适用于各类复杂物料的柱塞式阀，包括阀体和阀主件，该阀主件包括：密封函体、液压缸座、液压缸、柱塞组件和阀座；该液压缸座包括孔道a，在该孔道a的一端设有端盖，在该孔道a的另一端连接密封函体和阀体，该液压缸座的端盖上装有液压缸，该密封函体包括“凸”型本体，在该本体的轴线上开设孔道b，该本体的大端夹固在液压缸座和阀体之间并通过螺栓连接，该阀体包括孔道c和与该孔道c连通的孔道d，该本体的小端插入该阀体的孔道c的一端，该孔道a、该孔道b和该孔道c形成供柱塞组件往复移动的通道，该柱塞组件包括柱塞和阀芯，该柱塞的一端与该液压缸的活塞杆连接，另一端与阀芯可拆卸连接，该阀芯的一端壁面和侧壁之间设有倒角面a，该阀芯的另一端壁面和侧壁之间设有倒角面b，该倒角面b靠近柱塞，该柱塞与密封函体之间为动密封，在该孔道c的另一端的壁面上设有环形槽，该环形槽中安装阀座，该阀座的内圈位于孔道c中，与该阀芯相对的该阀座的端面和孔壁之间设有圆弧倒角面，该阀座夹固在该阀体与外接管路之间，该阀座与该外接管路螺栓连接，当阀芯关闭时，该阀芯的倒角面a与阀座的圆弧倒角面为线性接触。
6.所述密封函体的侧壁上设有油槽和用于添加黄油的油嘴，所述密封函体的孔道b的内壁上装有防尘圈、唇型密封圈、导向带。
7.所述柱塞组件上设有压力平衡通孔。
8.所述压力平衡通孔包括上段通孔和下段通孔，与活塞杆螺接的柱塞端的端面呈“凸”型，该柱塞开设内螺纹孔，该内螺纹孔与下段通孔对直连通，该下段通孔开设在柱塞与阀芯上，在该柱塞呈“凸”型的大端面上与内螺纹孔的下部之间开设倾斜的上段通孔。
9.所述液压缸内置可输出连续信号的位移传感器。
10.所述柱塞的直径为100～400mm。
11.一种阀组，包括支撑阀体和安装在该支撑阀体上的多个阀主件，该支撑阀体包括腔室，在该腔室的顶壁和底壁上开设数对对正的安装开口，在对正的各对安装开口上安装阀主件，该阀主件包括密封函体、液压缸座、液压缸、柱塞组件和阀座；该液压缸座包括孔道a，在该孔道a的一端设有端盖，在该孔道a的另一端连接密封函体和阀体，该液压缸座的端盖上装有液压缸，该液压缸的活塞杆与柱塞组件连接，该密封函体包括“凸”型本体，在该本体的轴线上开设孔道b，大端夹固在液压缸座和阀体之间，该支撑阀体与密封函体和液压缸座通过螺栓连接，该密封函体的小端经该支撑阀体一侧的安装开口a插入其腔室，该柱塞组件包括柱塞和阀芯，该柱塞的一端与活塞杆连接，另一端与阀芯可拆卸连接，该阀芯的直径大于柱塞的直径，该阀芯的底壁和侧壁之间设有倒角面，该阀芯的顶壁和侧壁之间设有倒角面，该柱塞的外壁与液压缸座的内壁之间设有环形间隙，该柱塞与密封函体之间为动密封，在另一侧的安装开口b的内壁上设有环形槽，该环形槽中安装阀座，该阀座的孔径小于安装开口b的孔径，该阀座夹固在该阀体与外接管路之间，该阀座与该外接管路螺栓连接，该外接管路的孔道f与阀座的孔道e对正相通，当阀芯关闭时，该阀芯的倒角面与阀座的孔道壁为线性接触。
12.在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设两对对正的安装开口，两个主阀件均同向安装，在个两主阀件之间的安装开口a之间的所述支撑阀体的壁面上设有进料通道。
13.在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设三对对正的安装开口，三个主阀件均同向安装，在其中个两主阀件之间的安装口a之间的所述支撑阀体的壁面上设有进料通道。
14.在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设任意对对正的安装开口，相邻的主阀件反向安装。
15.本发明的有益效果：本发明与现有半固态准流体物料的输送过程中使用的阀相比，避免了介质直接垂直流向密封面，有效的减少了介质对阀门的冲击，增强了阀门耐冲击性能；同时阀芯与阀座之间靠液压缸推力实现密封，使阀芯、阀座之间没有相对运动，减少了阀芯、阀座的磨损，正常使用的磨损也可以通过液压缸行程进行自动补偿，极大的提高了阀门使用寿命。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将结合附图对本实施例进行描述。
17.图1为本发明柱塞式阀开启时的主视结构图。
18.图2为本发明柱塞式阀的俯视结构图。
19.图3为本发明柱塞式阀的侧视结构图。
20.图4为柱塞式阀关闭时柱塞组件位置的结构示意图。
21.图5为图4中a处的局部放大图。
22.图6为可减小物料流动阻力的柱塞式阀的结构示意图。
23.图7为本发明阀组的结构示意图一。
24.图8为本发明阀组的结构示意图二。
25.图9为本发明阀组的结构示意图三。
具体实施方式
26.以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然并非用以限制本发明所欲保护的范畴，合先叙明。
27.如图1至图5所示，一种液压驱动适用于各类复杂物料的柱塞式阀，包括阀体1和阀主件，该阀主件包括：密封函体2、液压缸座3、液压缸4、柱塞组件5和阀座53；该液压缸座3包括孔道a，在该孔道a的一端设有端盖31，在该孔道a的另一端通过螺栓10连接密封函体2和阀体1，该液压缸座3的端盖31上装有液压缸4，该液压缸4的活塞杆与柱塞组件5连接，该密封函体2包括“凸”型本体，在该本体的轴线上开设孔道b，大端21夹固在液压缸座和阀体之间并通过螺栓连接，该阀体1包括孔道c11和与该孔道c11连通的孔道d12，该孔道d12作为进料口，该密封函体2的小端22插入该阀体的孔道c11的一端，该孔道a、该孔道b和该孔道c形成供柱塞组件5往复移动的通道；该柱塞组件5包括柱塞51和阀芯52，该柱塞的直径为100
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400mm，该柱塞的一端与活塞杆螺纹连接，另一端与阀芯52可拆卸连接，方便对阀芯52进行更换；该阀芯的一端壁面和侧壁之间设有倒角面a521，该阀芯的另一端壁面和侧壁之间设有倒角面b522，该倒角面b522靠近柱塞，以防止在阀开启时物料中的固体颗粒卡在阀芯与柱塞之间，导致阀开启困难；该柱塞的外壁与液压缸座的内壁之间设有环形间隙35，该柱塞5与密封函体2之间为动密封，在该孔道c的另一端(作为出料口)的壁面上设有环形槽，该环形槽中安装阀座53，该阀座53的内圈位于孔道c中，与该阀芯对应的该阀座的端面和孔壁之间设有圆弧倒角面，该阀座53夹固在该阀体1与外接管路54之间，该阀体1与该外接管路54螺栓20连接，方便对所述阀座进行更换，该外接管路的孔道f并与阀座的孔道e531对正相通；当阀芯关闭时，该阀芯的倒角面a521与阀座的圆弧倒角面为线性接触，两者之间因无相对运动，使其磨损量大大减少，同时在所述液压缸的持续推力下，即使所述阀芯和阀座在使用过程中有少量磨损，也可以通过液压缸的行程对其进行自动补偿，使其密封性能不受影响。
28.所述密封函体2的侧壁上设有两道油槽23a、23b和用于添加黄油的油嘴24a、24b，可在柱塞式阀开启和关闭时为柱塞组件提供润滑；所述密封函体的孔道b的内壁上装有两个防尘圈25、两个唇型密封圈26、一个导向带27，两个防尘圈位于密封函体的两端，两个唇型密封圈位于两防尘圈之间，该导向带位于两个唇型密封圈之间，其中一道油槽位于密封函体的大端上并介于防尘圈和唇型密封圈之间，另一道油槽位于密封函体的小端并介于唇型密封圈与导向带之间，为柱塞组件运动提供导向，提高阀门耐冲击性能。
29.所述柱塞组件上设有压力平衡通孔511,该压力平衡通孔511包括上段通孔和下段通孔，与活塞杆螺接的柱塞端的端面呈“凸”型，该柱塞开设有与活塞杆螺接的内螺纹孔段，该内螺纹孔段与下段通孔对直连通，该下段通孔开设在柱塞与阀芯上，在该柱塞呈“凸”型的大端面上与内螺纹孔的下部之间开设倾斜的上段通孔。该压力平衡通孔用于平衡所述液压缸座和所述阀体内部的压力；避免柱塞式阀关闭时所述液压缸座内部产生负压或柱塞式阀开启时所述液压缸座内部产生背压，使柱塞式阀开启或关闭更加顺畅。当需关闭柱塞式阀时，所述柱塞组件在所述液压缸的推动下在所述阀体内向下运动，此时部分所阀体内部的介质经所述柱塞上设置的压力平衡通孔流入所述液压缸座内部，避免所述液压缸座内部形成真空，直到阀芯与阀座形成线接触，在所述液压缸持续推力下实现密封。当需开启柱塞式阀时，所述柱塞组件在所述液压缸的带动下在所述阀体内向上运动，此时部分所述液压
缸座内部的介质经所述柱塞上设置的压力平衡通孔流入所述阀体内部，避免所述液压缸座内部产生背压，使柱塞式阀能顺利开启。
30.所述液压缸内置可输出连续信号的位移传感器41，可以实时监测活塞位置，以此来判断阀门的开闭状态以及开度；同时可以通过阀门关闭时所述液压缸的行程变化来判断所述阀芯和阀座的磨损情况，若阀芯和阀座无磨损时，正常关闭阀门，所述液压缸行程为l1，阀芯和阀座磨损时，所述液压缸行程会大于l1；由此可设定一固定数值l2为更换阀芯和阀座的极限数值(l1＜l2)；当通过位移传感器检测到所述液压缸活塞位移达到l2时，说明阀芯与阀座已磨损到极限，需及时对其进行更换；可以利用位移传感器给出的信号通过电控柜，对管理人员发出警告或报警，提醒管理人员及时更换阀芯和阀座。
31.为减少阀门腐蚀，阀体、密封函体、液压缸座等过流部件材质均选用不低于304不锈钢，密封函体内所有密封元件材质均应采用氟橡胶，导向带材质为ptfe 40％铜粉；柱塞采用合金钢淬火处理后表面镀硬铬，镀层厚0.2～0.3mm，或采用热喷涂，以提高其表面的耐腐蚀性和耐磨性；阀芯、阀座应采用合金钢淬火处理，以增强阀芯、阀座耐磨性，延长其使用寿命。
32.本发明可适用于半固态准流体物料的输送管道中，输送介质ph值在3～11之间，管道通径为dn100～dn400，输送管道压力1mpa～16mpa。
33.如图6所示，为了减小物料在阀体内的流动阻力，在工况条件允许的情况下可以改变孔道c和孔道d之间的夹角；以增强物料在阀体内的流动性，减少物料输送过程中的压力损失，避免堵管。
34.本发明所提供的一种液压驱动适用于各类复杂物料的柱塞式阀除了可以在输送管路上单独使用外，还可以衍生出多种阀组；该阀组括支撑阀体和安装在该支撑阀体上的多个上述阀主件，所述支撑阀包括腔室，在该腔室的顶壁和底壁上开设数对对正的安装开口，在对正的各对安装开口上安装所述阀主件。主阀件的结构与柱塞式阀中的结构相同，不再累述。
35.如图7所示，在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设两对对正的安装开口，两个主阀件均同向安装，在个两主阀件之间的安装开口a之间的所述支撑阀体的壁面上设有进料通道，即可实现一进两出；如图8所示，在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设三对对正的安装开口，三个主阀件均同向安装，在其中个两主阀件之间的安装口a之间的所述支撑阀体的壁面上设有进料通道，即可实现一进三出；如图9所示，在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设五对对正的安装开口，相邻的主阀件反向安装，或在所述腔室的顶壁和底壁上分别开设任意对对正的安装开口，即可实现多进多出；以满足不同工况使用需求。
36.本发明有效解决了半固态准流体物料的输送过程中因阀门不耐冲击，阀芯、阀座磨损过快而导致的阀门密封性能下降，使用寿命短等问题。