一種跳汰機氣動雙蓋板風閥的製作方法
2023-09-23 19:21:30
一種跳汰機氣動雙蓋板風閥的製作方法
【專利摘要】一種跳汰機氣動雙蓋板風閥，屬於跳汰機風閥【技術領域】，用於控制跳汰機的分選脈動水流。本實用新型的的閥芯由上蓋板和下蓋板組合而成，緩衝氣缸帶動閥芯上下移動，當閥芯運動到最下面的位置時，上蓋板和下蓋板均與各自的密封圈緊密貼合，完成密封，阻斷氣流的通路，當上蓋板和下蓋板與密封圈分開，氣流的通路被打開，完成進氣或排氣動作。本實用新型採用上述特殊的結構，動作靈活，開關迅速，使數控技術的優越性得到更為充分的體現，跳汰制度在更大範圍內可任意調節，滿足不同煤質對跳汰洗選工藝的要求。本實用新型的閥芯不受背壓及正壓，緩衝氣缸不受撞擊，閥芯和閥套之間沒有磨損，動力消耗僅為現有風閥的40~80%，達到節能降耗的目的。
【專利說明】—種跳汰機氣動雙蓋板風閥
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種選煤、選礦用跳汰機的氣動風閥，屬於跳汰機風閥【技術領域】。
【背景技術】
[0002]跳汰機屬於深槽型礦物分選設備，以水作為選礦介質，通過上下交變脈動水流使物料按密度進行分層，進而實現分選。這種脈動水流是跳汰分選的基本水流，受跳汰機風閥控制，風閥是跳汰機最關鍵的部件之一，其結構及工作狀態決定水流在跳汰機中的脈動特性，影響跳汰機的分層分選效果。在跳汰機不斷發展的過程中，風閥的革新與改進最為頻繁，不斷提高其開啟速度、可靠性並降低其耗氣量，以增大跳汰機的調節範圍，降低跳汰機的能耗，改善跳汰機的分選效果。目前常用的風閥有蓋板閥、立式圓柱形滑閥、蝶閥式風閥、立式圓錐形滑閥、無背壓蓋板閥等，這些常用風閥在使用中存在以下一些問題:
[0003]①蓋板閥。蓋板閥是由蓋板和氣缸組成，氣缸帶動蓋板上下移動。蓋板閥作為進氣閥時存在背壓。當進氣風閥處於關閉狀態時，蓋板的上表面作用著至少0.035MPa的工作風壓，即所謂的背壓。也就是說，蓋板受背壓向下數千牛的壓力，相當於蓋板上壓著數百公斤的重物。因此，要想打開蓋板閥，氣缸要先克服背壓，致使風閥動力消耗大、動作滯後。而一旦風閥開啟，蓋板上、下表面的壓強相等，背壓被抵消。蓋板將受氣缸施加的數千牛的拉力，加速向上移動，易造成撞缸，需調節氣缸的緩衝量。但這樣又可能會帶來氣缸抖動和風閥動作不靈活的問題。不僅如此，蓋板向下運動時，也會受到氣缸施加的向下數千牛的推力，高速撞擊管口密封圈，這樣就需要提高蓋板與管口平行度的要求，否則，會造成氣缸軸的變形甚至折斷。所以，蓋板閥的機械結構決定其性能缺陷——存在背壓，導致蓋板閥機械動作滯後、耗能大、易損壞、噪聲大。
[0004]②立式圓柱形滑閥。立式圓柱形滑閥是由氣缸、閥芯和頂端封閉的閥套組成，閥芯和閥套的圓周位置上對應設有開口。氣缸帶動閥芯在閥套內上下滑動。風閥的閥套內壁和閥芯外壁是圓柱面，面與面之間留有很小的間隙，形成間隙密封。間隙密封結構存在以下問題:密封面有一定的配合精度和同軸度要求，對加工精度要求較高，排氣風閥的閥套與閥芯之間常常有煤泥水進入，這樣會導致風閥的摩擦阻力增大，加快風閥的磨損，嚴重時有運動停滯的情況出現。為此，仍需為其配置較大型號的氣缸，節能降耗效果不明顯，且時常有滯閥的情況出現。且隨著閥芯與閥套的不斷磨損，兩者間的縫隙越來越大，配合間隙逐漸喪失密封功能，又會出現跑風的情況。這不僅耗費壓縮空氣，還會導致工作風壓不足，直接影響跳汰機的分選效果。立式圓柱形滑閥的間隙密封方式使其磨損量增大，使用壽命縮短。
[0005]③蝶閥式風閥。蝶閥式風閥是由蝶閥、曲柄和氣缸組成，氣缸通過曲柄帶動蝶門轉動，打開、關閉風閥。由於風閥開關頻繁，工作狀況惡劣，傳動機構零件數量多，致使傳動機構的可靠性差、使用壽命短，故障率高，需頻繁地更換風閥，嚴重影響選煤廠的生產，因此尚未大量推廣應用。
[0006]④立式圓錐形滑閥。立式圓錐形滑閥的機械結構和工作原理與立式圓柱形滑閥的大致相同，只是其閥套內壁和閥芯外壁是圓錐面。當閥芯運動到最上方的位置時，閥芯與閥套間隙最小，密封可靠；之後，閥芯在向下移動的過程中，與閥套的間隙會越來越大，從而有效地改善了風閥滯住的情況。但是，圓錐形滑閥在實際製造及應用的過程中也暴露了一些不足:一方面，閥芯在最上方的位置時與閥套形成間隙較小的間隙配合，這對配合精度和同軸度有較高的要求，增大了加工難度。如果有煤泥水進入排氣圓錐形滑閥，閥芯與閥套抱緊時的靜摩擦力和動摩擦力明顯增大，增加了動力消耗。另一方面，在實際應用中，此類風閥普遍出現輕微漏氣的現象，造成這一現象的根本原因是氣缸的行程不是一個精確的定值，存在一定的偏差。設計要求在閥芯與閥套抱死前，氣缸活塞要停止向上移動。但由於氣缸行程存在偏差，可能使氣缸活塞在還未到達最上方的位置時，閥芯就與閥套抱死，造成閥芯與閥套撞擊，甚至卡死。為了降低對氣缸行程尺寸精度的要求，加大了風閥的配合間隙，導致其容易漏氣。
[0007]⑤無背壓蓋板閥。無背壓蓋板閥的結構和工作原理與蓋板閥的相同。其是通過改變風箱結構，巧妙地調整了進氣閥的進氣方向，即由蓋板下方進氣。這樣，使之前阻礙進氣閥打開的背壓轉化為推動其打開的正壓，作用在蓋板的下表面。但是，無背壓蓋板閥的特殊結構也存在兩個問題:其一，進氣風閥關閉時受正壓作用，蓋板下表面上作用著數千牛向上的壓力，氣缸必須克服壓力，以保證風閥處於關閉狀態，這就仍需配用較大的氣缸，沒有降低耗氣量；其二，進氣方向的改變是通過改變風箱內部結構得以實現的，導致風箱結構複雜，增加了製造的工作量。並且，複雜的結構還造成風箱結構布置不緊湊。某些非標準型跳汰機需要在風箱裝置上配置多個風閥(多於標準配置)，使得風箱裝置在設計時出現風箱相關尺寸與風閥空間布置的矛盾，因此不得不退而求其次，選用其他結構的風閥。
[0008]鑑於現有的風閥存在以上一些問題，不能達到令人滿意的使用效果，十分有必要對現有的風閥進行改進，以最大限度的滿足跳汰選煤工藝的要求。
實用新型內容
[0009]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種跳汰機氣動雙蓋板風閥，這種風閥動作靈活、開啟和關閉速度快、密封性好、爆發力強、調節範圍大，同時結構簡單、製造成本低，可靠性強，能夠使數控風閥技術的優越性得到更充分的體現，進一步滿足跳汰選煤工藝的要求，降低耗能，增加經濟效益。
[0010]解決上述技術問題的技術方案是:
[0011]一種跳汰機氣動雙蓋板風閥，它包括風閥蓋、閥芯、閥套、緩衝氣缸和底座，緩衝氣缸帶動閥芯在閥套內上下移動，其改進之處是，它的閥芯分為上蓋板和下蓋板兩部分，上蓋板的上端面和下蓋板的下端面分別為圓環面，圓環的內孔連接垂直的圓筒體，上蓋板的圓筒體下端和下蓋板的圓筒體上端相對，上蓋板的圓筒體和下蓋板的圓筒體中間為貫通的空腔。閥套內安裝有上蓋板密封圈，底座上部安裝有下蓋板密封圈，上蓋板密封圈和下蓋板密封圈分別與上蓋板和下蓋板接觸密封。
[0012]上述跳汰機氣動雙蓋板風閥，所述上蓋板密封圈和下蓋板密封圈為彈性密封圈，上蓋板密封圈和下蓋板密封圈分別由外環和內環組成，外環和內環呈平行臺階狀，內環面高於外環面，外環內邊緣與內環外邊緣由內傾的圓環形側壁相連接，外環圓周平面上均布有通孔，上蓋板密封圈和下蓋板密封圈的外環面通過螺栓分別固定在閥套和底座上，上蓋板密封圈和下蓋板密封圈的內環面的內孔圓周邊緣分別與上蓋板和下蓋板的圓周外壁緊密接觸。
[0013]上述跳汰機氣動雙蓋板風閥，所述上蓋板密封圈和下蓋板密封圈為聚氨酯彈性材質。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型的閥芯由上蓋板和下蓋板組合而成，緩衝氣缸帶動閥芯上下移動，當閥芯運動到最下面的位置時，上蓋板和下蓋板均與各自的密封圈緊密貼合，完成密封，阻斷氣流的通路；反之，一旦上蓋板和下蓋板與密封圈分開，氣流的通路就被打開，完成進氣或排氣動作。由於本實用新型採用上述特殊的結構，動作靈活，開關迅速，結合數控系統，增大了調節範圍，使數控技術的優越性得到更為充分的體現，跳汰制度在更大範圍內可任意調節，滿足不同煤質對跳汰洗選工藝的要求。從現場應用的效果來看，本實用新型的閥芯不受背壓及正壓，緩衝氣缸不受撞擊，閥芯和閥套之間沒有磨損，開關省力，進風速度快，進風量充足，床層起振迅速，使膨脹期得以有效延長，對分選更加有利。並且，本實用新型的動力消耗僅為現有風閥的4(Γ80%左右，在高壓風風壓僅為0.2MPa的狀態下即可正常工作，達到節能降耗的目的。此次設計將風閥結構模塊化，便於更換和運輸，如果對風閥部分尺寸進行修改，無需改造風箱箱體內部結構，即可實現本實用新型與蓋板閥、立式圓柱形滑閥、立式圓錐形滑閥和無背壓蓋板閥的互換，以完成對跳汰機風閥的技術改造，市場前景廣闊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2是上蓋板密封圈的剖視圖。
[0018]圖中標記如下:風閥蓋1、底座2、閥芯3、閥套4、緩衝氣缸5、上蓋板6、下蓋板7、上蓋板密封圈8、下蓋板密封圈9、法蘭10、壓板11、提手12、螺栓13、螺釘14、0型密封圈15、V型橡膠密封圈16、螺紋連接組件17。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型由風閥蓋1、底座2、閥芯3、閥套4、緩衝氣缸5、上蓋板密封圈8、下蓋板密封圈9組成。
[0020]圖中顯示，緩衝氣缸5安裝在風閥蓋I的上方，緩衝氣缸5的氣缸推桿穿過風閥蓋I的中心垂直向下與閥芯3相連接，底座2在閥芯3的下方與閥芯3相對。
[0021]圖中顯示，閥套4由螺釘14連接在風閥蓋I的下表面，法蘭10焊接在風箱箱體上，通過壓板11和螺栓13將本實用新型安裝在風箱箱體上。閥芯3在緩衝氣缸5的氣缸推桿的推動下沿著閥套4的內孔上下滑動，閥套4內的上蓋板密封圈8對閥芯3進行密封。
[0022]圖中顯示，本實用新型的閥芯3由上蓋板6和下蓋板7組合而成。上蓋板6的上端面和下蓋板7的下端面均為圓環面，圓環的內孔連接垂直的圓筒體，上蓋板6的圓筒體下端和下蓋板7的圓筒體上端相對，上蓋板6的圓筒體和下蓋板7的圓筒體中間為貫通的空腔，氣流可以從中通過。
[0023]圖中顯示，閥套4內安裝有上蓋板密封圈8，底座2上部安裝有下蓋板密封圈9，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9分別與上蓋板6和下蓋板7接觸密封。
[0024]本實用新型的緩衝氣缸5的下緩衝量被調節為零，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9就不僅要滿足密封要求，還要有緩衝的作用，以免緩衝氣缸5發生撞缸。因此，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9要有足夠的彈性和剛度要求。
[0025]為達到上述要求，首先，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9採用聚氨酯彈性材質製作，保證剛度要求。其次，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9在結構上採用彈性密封結構，與上蓋板6和下蓋板7呈軟接觸,無硬性撞擊。
[0026]圖中顯示，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9分別由外環和內環組成，外環和內環呈平行臺階狀，內環面高於外環面，外環內邊緣與內環外邊緣由內傾的圓環形側壁相連接。外環圓周平面上均布有通孔，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9的外環面通過螺栓分別固定在閥套4和底座2上，上蓋板密封圈8和下蓋板密封圈9的內環面的內孔圓周邊緣分別與上蓋板6和下蓋板7的圓周外壁緊密接觸。這種階梯狀結構顯著增加了密封圈受壓後的彈性。
[0027]本實用新型的工作過程如下:
[0028]本實用新型安裝在正進風風箱中，用於控制工作風(即低壓風)周期性地進出跳汰機空氣室。來自空氣壓縮機的高壓空氣，經過氣源三聯體的過濾器過濾、調壓閥穩壓、油霧器油霧化後進入電控換向電磁閥。電磁閥在微機控制下轉換氣路方向，使緩衝氣缸5的活塞往復運動，拖動由上蓋板6、下蓋板7組合構成的風閥閥芯3動作。在進氣期，電磁閥通電，其進氣孔與緩衝氣缸5的下方氣孔連通，將高壓空氣導入緩衝氣缸5的下腔，同時緩衝氣缸5的上方氣孔與電磁閥的排氣孔連通，將緩衝氣缸5上腔的高壓空氣排出。這樣，在活塞兩側產生壓差，推動活塞向上移動。在氣缸推桿的帶動下，進氣風閥的上蓋板6、下蓋板7隨之向上運動，進氣風室中的工作風進入跳汰機的空氣室，迫使跳汰室的水流上升。之後，電磁閥接受微機數控指令，斷電。其進氣孔與緩衝氣缸5的上方氣孔連通，改變氣流方向，使高壓空氣流向緩衝氣缸5的上腔，同時緩衝氣缸5的下方氣孔與電磁閥的排氣孔連通，排出緩衝氣缸5下腔內的氣體。這樣，活塞兩側出現相反的壓差，向下移動，帶動進氣風閥的上蓋板6、下蓋板7隨之動作，將位於進氣風室的空氣室入口封閉，進氣風閥為關閉狀態，不再為跳汰機空氣室供風。此時，排氣風閥也處於關閉狀態，空氣室中的工作風進入膨脹期。排氣期時，由另一套本實用新型(即排氣風閥)工作完成排氣過程，電磁閥使緩衝氣缸5換向，氣缸推桿帶動排氣風閥上蓋板6、下蓋板7向上移動，使位於排氣風室的空氣室出口打開，將跳汰機空氣室的工作風排入大氣。此時，進氣風閥仍處於關閉狀態。當排氣風閥也處於關閉狀態時，出現休止期。進氣風閥與排氣風閥交替動作控制洗水脈動。電磁閥的開關時間和動作頻率由電腦數控系統給定，從而實現對跳汰周期和跳汰頻率進行在線調整。
【權利要求】
1.一種跳汰機氣動雙蓋板風閥，它包括風閥蓋(I)、閥芯(3)、閥套(4)、緩衝氣缸(5)和底座(2)，緩衝氣缸(5)帶動閥芯(3)在閥套(4)內上下移動，其特徵在於:它的閥芯(3)分為上蓋板(6)和下蓋板(7)兩部分，上蓋板(6)的上端面和下蓋板(7)的下端面分別為圓環面，圓環的內孔連接垂直的圓筒體，上蓋板(6)的圓筒體下端和下蓋板(7)的圓筒體上端相對，上蓋板(6)的圓筒體和下蓋板(7)的圓筒體中間為貫通的空腔，閥套(4)內安裝有上蓋板密封圈(8)，底座(2)上部安裝有下蓋板密封圈(9)，上蓋板密封圈(8)和下蓋板密封圈(9)分別與上蓋板(6)和下蓋板(7)接觸密封。
2.根據權利要求1所述的跳汰機氣動雙蓋板風閥，其特徵在於:所述上蓋板密封圈(8)和下蓋板密封圈(9)為彈性密封圈，上蓋板密封圈(8)和下蓋板密封圈(9)分別由外環和內環組成，外環和內環呈平行臺階狀，內環面高於外環面，外環內邊緣與內環外邊緣由內傾的圓環形側壁相連接，外環圓周平面上均布有通孔，上蓋板密封圈(8)和下蓋板密封圈(9)的外環面通過螺栓分別固定在閥套(4)和底座(2)上，上蓋板密封圈(8)和下蓋板密封圈(9)的內環面的內孔圓周邊緣分別與上蓋板(6)和下蓋板(7)的圓周外壁緊密接觸。
3.根據權利要求2所述的跳汰機氣動雙蓋板風閥，其特徵在於:所述上蓋板密封圈(8)和下蓋板密封圈(9)為聚氨酯彈性材質。
【文檔編號】F16K1/00GK204061929SQ201420554125
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】楊康, 王珺, 婁德安, 李朝東, 林芸, 魯傑, 潘東明 申請人:中煤科工集團唐山研究院有限公司