一种抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀

技术领域

本发明涉及流程工业自动化技术领域，具体地，涉及一种抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀。

背景技术

在石化、化工领域，流程装置正在向规模化、高参数(大容量、高压力、高温)、高精度、高品质、高效益等方向发展，工艺生产过程对设备的可靠性、质量、成本、安全、环保以及装置的使用寿命等方面提出了更高的要求。控制阀是用于流体控制的关键器件，为满足用户的更高要求，需要提供不同结构类型的控制阀。

在流体介质为多相流(固液、气液、气固)、高压差工况，通过控制阀的含固体颗粒物的高速流体在节流口、阀腔等处会对控制阀零件产生严重的冲刷、磨损等破坏，缩短阀件的使用寿命乃至失效，同时产生大的噪声、振动、内漏、外漏等，严重影响装置运行的可靠、安全、环保。

凸轮挠曲阀是一种特殊偏心结构控制阀，其独特的偏心结构设计，使其流通能力强，流阻小，耐磨性好，特别适用于前述工况。但由于凸轮挠曲阀的偏心结构，流体在阀腔的流速、流向极不稳定，流体流过阀芯之后分流，沿阀芯两侧进入阀腔，部分流体直接正对阀体腹部区域，由于阀芯位于一侧，造成该侧的流通面积大幅减小，成为节流口，流速大幅提升，加上颗粒物的作用，阀体腹部区域常常被冲刷、磨损，直至穿孔，造成严重的外漏，严重影响装置的正常运行，带来安全、环保等问题，也造成一定程度的经济损失。

为此，本发明提供一种抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀，采用多条环形间断式梯形凸台结构设计，有效改善阀体受冲刷的问题，提升控制阀的质量与可靠性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够改善阀体受冲刷问题的凸轮挠曲阀。

本发明提供的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀，包括：

阀体，其具有贯通的第一空腔，所述第一空腔分为球形段和所述球形段两侧的第一管段、第二管段，所述球形段的一侧开有与所述第一空腔连通的贯穿孔，所述第一管段内靠近所述球形段处设有环状的凸起，所述球形段内设有间断分布的凸台；

阀座，其具有贯通的第二空腔，所述阀座置于所述阀体的第一管段内，使所述第二空腔与所述第一空腔的流通方向一致，所述阀座的一端与所述凸起接触；

压圈，其设于所述阀体的第一管段的端部，用于压紧所述阀座；

阀杆，其穿过所述贯穿孔，第一端置于所述第一空腔内，第二端置于所述阀体外，所述阀杆与所述第二空腔的流通中心不相交，所述阀杆能够相对于所述阀体转动；

阀芯，其与所述阀杆的第一端连接，其沿着所述阀杆的轴向方向设有蝶板，所述蝶板的另一端连接有密封板，所述密封板能够封堵所述第二空腔；

填料，其设于所述贯穿孔内，与所述阀杆和所述阀体接触；

填料压盖，其套设在所述阀杆上，位于所述阀体的外侧，所述填料压盖与所述阀体连接。

优选地，所述阀杆的第二端连接有执行机构，所述执行机构为气动、电动、手动中的一种。

优选地，所述阀芯套设在所述阀杆的周向，所述阀芯与所述阀杆通过平键连接。

优选地，所述阀座的第二空腔靠近所述凸起的端部为锥面。

进一步地，所述密封板具有球冠面，所述密封板的球冠面与所述阀座的锥面相匹配。

优选地，所述凸台为梯形，所述凸台的顶面为与所述阀体的球形段同球心的弧面。

进一步地，所述凸台迎向流通方向的第一侧面与所述顶面的夹角为钝角。

优选地，所述凸台背向流通方向的第二侧面垂直于所述阀体的第一管段的轴向。

进一步地，所述凸台在所述阀体上呈环状分布，所述凸台的环状面垂直于所述第一管段的轴向，环状分布的所述凸台至少设置两组，相邻环上的所述凸台间隔分布。

进一步地，在环状方向上，相邻的两个所述凸台的间距小于所述凸台的第一侧面的宽度。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀，通过在阀体的内球面设置间断分布的凸台，减小了流体对阀体的冲刷及磨损，提高了阀体的使用寿命，降低了控制阀的维修成本。

2、本发明提供的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀，有效解决了控制阀的外漏问题，提高了阀门的可靠性，有利于安全环保。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀的结构示意图；

图2为本发明实施例的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀的关闭状态示意图；

图3为本发明实施例的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀的开启状态示意图；

图4为本发明实施例的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀的局部放大示意图；

图5为本发明实施例的蝶形力平衡式阀芯凸轮挠曲阀的阀体示意图。

图中，1-压圈，2-阀座，3-阀体，31-凸起，4-阀芯，41-蝶板，42-密封板，5-阀杆，6-平键，7-密封圈，8-凸台，9-填料，10-填料压盖。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀，在阀体的内部设置多条环形间断式梯形凸台，从而有效改善阀体受冲刷的问题，提升控制阀的质量与可靠性。

如图1所示，本实施例的抗冲刷耐磨阀体凸轮挠曲阀，包括阀体3、阀座2、压圈1、阀杆5、阀芯4。阀体3是阀门的承压部件，其具有贯通的第一空腔，第一空腔分为三段，即中间的球形段和球形段两侧的第一管段、第二管段；在球形段的侧壁上开有一个贯穿孔，该贯穿孔与第一空腔连通，用于安装阀杆5；第一管段上设有环向的凸起31，凸起31靠近球形段一侧。阀座2具有贯通的第二空腔，阀座2置于第一空腔的第一管段内，并且使第二空腔与第一空腔的流通方向一致；当阀座2置于第一空腔内时，阀座2的一端与凸起31相抵接，另一端与第一管段的端部齐平，阀座2的外周尽量与阀体3的内壁相接触，形成密封配合。压圈1置于第一管段的端部，将阀座2压紧在阀体3内。阀杆5穿过阀体3的贯穿孔，其第一端置于第一空腔内，第二端置于阀体3之外；阀杆5的第二端用于连接执行机构，通过执行机构驱动阀杆5转动。阀芯4置于阀体3的第一空腔内，其与阀杆5的第一端连接；阀芯4能够封堵第二空腔，在阀杆5的带动下使阀芯4转动，从而控制阀门的流通状态；阀芯4为偏心结构，即阀杆5的轴心与阀座2和阀体3的流道中心存在偏心距。

本实施例中，阀体3的第一空腔的第一管段、第二管段通常为直管段，流体通常自第一管段流入，第一管段向第二管段的轴向方向通常为流体的流通方向。

如图2和图3所示，在阀体3的内侧设有间断分布的凸台8，凸台8位于阀体3的球形段处。凸台8从阀体3的内球面突出一定的高度，这样当流体从第一管段流入时，能够冲击在凸台8上，从而改变流动状态，并减小对阀体3的冲刷。凸台8的间断式分布，能够减小对流体流动的阻挡。

如图4所示，本实施例的凸台8，其形状大致为梯形，除与阀体3的连接面外，还具有一个顶面b、一个第一侧面a、一个第二侧面c，顶面b朝向球形段的球心方向，第一侧面a迎向流体的流动方向，第二侧面c背向流体的流动方向。顶面b为与球形段的球心同心的圆弧面，即顶面b始终保持与该点球体圆周切线方向平行，从而使得经过顶面b的流体顺利通过，不会造成阻塞。第一侧面a具有一定的倾斜角，其与流入的流体方向成钝角，即与顶面b的夹角为钝角，这样在第一侧面a与流体发生撞击时，在消耗动能的同时使流体向阀腔上部反射，这样既能降低流速又能有利于流体的快速流出，不产生过大的阻塞流。对于不同位置的凸台8，第二侧面c的方向保持一致，其与球形段中心线平行，即与第一管段或第二管段的轴向垂直，这样能够使凸台8之间的U型槽容积较大，有利于流体的流动和增加缓冲降速空间。

如图2和图3所示，凸台8呈环状分布，该环状面垂直于第一管段或第二管段的轴向。凸台8至少设置两组，即阀体3上由凸台8组成的环至少为两个，本实施例中为三个。每个环上的凸台8呈等间断分布，两个凸台8之间的凹面即为球体3的内球面。相邻的两个环之间，凸台8呈间隔分布，即在流体的流动方向上，凸台8与凹面交替分布；上游环的两个凸台8与下游环的一个凸台8，即围成前述的U型槽。凸台8在环向的宽度，即图4中第一侧面a的宽度，大于凹面的宽度。如图5所示，通过这种设置，进入第一道U型槽的流体在降速的同时可顺利流动，流体中的颗粒杂质能顺利排出U型槽，不会产生堵塞；凸起8的宽度大于凹面的宽度，使流出凹面的流体不会直接进入下一个凹面，而是撞击下一个凸台8，从而改变流向分成左右两路，与左右侧的流体再次发生碰撞，消耗流体动能，最大程度地降低流速。

对于梯形的凸台8而言，除了顶面b、第一侧面a、第二侧面c之外，还具有另外两个流道面，这两个流道面均平行于第一管段或第二管段的轴向，相邻凸台8之间的流通面形成流道。

如图1所示，阀芯4套设在阀杆5上，阀芯4和阀杆5通过平键6相配合，使阀芯4能够随阀杆5一同转动，并且阀芯4与阀杆5之间不会出现相对转动。压圈1嵌在阀体3和阀座2之间，从而将阀座2与阀体3压紧连接。阀杆5连接的执行机构可以是气动、电动或手动执行机构。相较于间断分布的凸台8，凸起31在环向方向为连续结构。

阀芯4在沿着阀杆5的轴线方向上设有蝶板41，蝶板41的另一端连接有密封板42，密封板42与第二空腔配合，实现对第二空腔的封堵，从而截断流体。本实施例中，阀座2靠近凸起31的端面为锥面，密封板42具有球冠面，球冠面与锥面相配合组成密封副，实现密封。阀芯4为偏心结构，这样使阀芯4的球冠面在打开瞬间即脱离阀座2的密封面，减少密封副之间的磨损，延长其使用寿命；同时在关闭时阀芯4可继续施加力矩，增加密封副之间的密封比压，实现阀门严密关断。

在阀杆5与阀体3之间的贯穿孔内设置有填料9，填料9在阀杆5与阀体3之间填充均匀。填料9的外侧设置有填料压盖10，填料压盖10套设在阀杆5上，并与阀体3通过螺栓连接；填料压盖10将填料9封装在阀体3内。阀杆5和阀体3之间还设有密封圈7，密封圈7靠近第一空腔，与流体介质直接接触；通过设置密封圈7，能够减少阀门的泄露。

如图3所示，在阀门处于开启状态下，流体从阀芯4两侧的阀腔流过，并对凸台8进行直接冲刷。采用这种结构，可以很大程度上保护阀体3的腹部不受高速颗粒物流体的冲刷和磨损，有效提升阀体3的使用寿命。

本发明的凸台8，其形状并不限于梯形，也可以是六面体、八面体等，只要能实现流体的分流均可。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。