CN204061929U - 一种跳汰机气动双盖板风阀 - Google Patents

Abstract

一种跳汰机气动双盖板风阀，属于跳汰机风阀技术领域，用于控制跳汰机的分选脉动水流。本实用新型的的阀芯由上盖板和下盖板组合而成，缓冲气缸带动阀芯上下移动，当阀芯运动到最下面的位置时，上盖板和下盖板均与各自的密封圈紧密贴合，完成密封，阻断气流的通路，当上盖板和下盖板与密封圈分开，气流的通路被打开，完成进气或排气动作。本实用新型采用上述特殊的结构，动作灵活，开关迅速，使数控技术的优越性得到更为充分的体现，跳汰制度在更大范围内可任意调节，满足不同煤质对跳汰洗选工艺的要求。本实用新型的阀芯不受背压及正压，缓冲气缸不受撞击，阀芯和阀套之间没有磨损，动力消耗仅为现有风阀的40~80%，达到节能降耗的目的。

Description

一种跳汰机气动双盖板风阀

技术领域

本实用新型涉及一种选煤、选矿用跳汰机的气动风阀，属于跳汰机风阀技术领域。

背景技术

跳汰机属于深槽型矿物分选设备，以水作为选矿介质，通过上下交变脉动水流使物料按密度进行分层，进而实现分选。这种脉动水流是跳汰分选的基本水流，受跳汰机风阀控制，风阀是跳汰机最关键的部件之一，其结构及工作状态决定水流在跳汰机中的脉动特性，影响跳汰机的分层分选效果。在跳汰机不断发展的过程中，风阀的革新与改进最为频繁，不断提高其开启速度、可靠性并降低其耗气量，以增大跳汰机的调节范围，降低跳汰机的能耗，改善跳汰机的分选效果。目前常用的风阀有盖板阀、立式圆柱形滑阀、蝶阀式风阀、立式圆锥形滑阀、无背压盖板阀等，这些常用风阀在使用中存在以下一些问题：

①盖板阀。盖板阀是由盖板和气缸组成，气缸带动盖板上下移动。盖板阀作为进气阀时存在背压。当进气风阀处于关闭状态时，盖板的上表面作用着至少0.035MPa的工作风压，即所谓的背压。也就是说，盖板受背压向下数千牛的压力，相当于盖板上压着数百公斤的重物。因此，要想打开盖板阀，气缸要先克服背压，致使风阀动力消耗大、动作滞后。而一旦风阀开启，盖板上、下表面的压强相等，背压被抵消。盖板将受气缸施加的数千牛的拉力，加速向上移动，易造成撞缸，需调节气缸的缓冲量。但这样又可能会带来气缸抖动和风阀动作不灵活的问题。不仅如此，盖板向下运动时，也会受到气缸施加的向下数千牛的推力，高速撞击管口密封圈，这样就需要提高盖板与管口平行度的要求，否则，会造成气缸轴的变形甚至折断。所以，盖板阀的机械结构决定其性能缺陷——存在背压，导致盖板阀机械动作滞后、耗能大、易损坏、噪声大。

②立式圆柱形滑阀。立式圆柱形滑阀是由气缸、阀芯和顶端封闭的阀套组成，阀芯和阀套的圆周位置上对应设有开口。气缸带动阀芯在阀套内上下滑动。风阀的阀套内壁和阀芯外壁是圆柱面，面与面之间留有很小的间隙，形成间隙密封。间隙密封结构存在以下问题：密封面有一定的配合精度和同轴度要求，对加工精度要求较高，排气风阀的阀套与阀芯之间常常有煤泥水进入，这样会导致风阀的摩擦阻力增大，加快风阀的磨损，严重时有运动停滞的情况出现。为此，仍需为其配置较大型号的气缸，节能降耗效果不明显，且时常有滞阀的情况出现。且随着阀芯与阀套的不断磨损，两者间的缝隙越来越大，配合间隙逐渐丧失密封功能，又会出现跑风的情况。这不仅耗费压缩空气，还会导致工作风压不足，直接影响跳汰机的分选效果。立式圆柱形滑阀的间隙密封方式使其磨损量增大，使用寿命缩短。

③蝶阀式风阀。蝶阀式风阀是由蝶阀、曲柄和气缸组成，气缸通过曲柄带动蝶门转动，打开、关闭风阀。由于风阀开关频繁，工作状况恶劣，传动机构零件数量多，致使传动机构的可靠性差、使用寿命短，故障率高，需频繁地更换风阀，严重影响选煤厂的生产，因此尚未大量推广应用。

④立式圆锥形滑阀。立式圆锥形滑阀的机械结构和工作原理与立式圆柱形滑阀的大致相同，只是其阀套内壁和阀芯外壁是圆锥面。当阀芯运动到最上方的位置时，阀芯与阀套间隙最小，密封可靠；之后，阀芯在向下移动的过程中，与阀套的间隙会越来越大，从而有效地改善了风阀滞住的情况。但是，圆锥形滑阀在实际制造及应用的过程中也暴露了一些不足：一方面，阀芯在最上方的位置时与阀套形成间隙较小的间隙配合，这对配合精度和同轴度有较高的要求，增大了加工难度。如果有煤泥水进入排气圆锥形滑阀，阀芯与阀套抱紧时的静摩擦力和动摩擦力明显增大，增加了动力消耗。另一方面，在实际应用中，此类风阀普遍出现轻微漏气的现象，造成这一现象的根本原因是气缸的行程不是一个精确的定值，存在一定的偏差。设计要求在阀芯与阀套抱死前，气缸活塞要停止向上移动。但由于气缸行程存在偏差，可能使气缸活塞在还未到达最上方的位置时，阀芯就与阀套抱死，造成阀芯与阀套撞击，甚至卡死。为了降低对气缸行程尺寸精度的要求，加大了风阀的配合间隙，导致其容易漏气。

⑤无背压盖板阀。无背压盖板阀的结构和工作原理与盖板阀的相同。其是通过改变风箱结构，巧妙地调整了进气阀的进气方向，即由盖板下方进气。这样，使之前阻碍进气阀打开的背压转化为推动其打开的正压，作用在盖板的下表面。但是，无背压盖板阀的特殊结构也存在两个问题：其一，进气风阀关闭时受正压作用，盖板下表面上作用着数千牛向上的压力，气缸必须克服压力，以保证风阀处于关闭状态，这就仍需配用较大的气缸，没有降低耗气量；其二，进气方向的改变是通过改变风箱内部结构得以实现的，导致风箱结构复杂，增加了制造的工作量。并且，复杂的结构还造成风箱结构布置不紧凑。某些非标准型跳汰机需要在风箱装置上配置多个风阀（多于标准配置），使得风箱装置在设计时出现风箱相关尺寸与风阀空间布置的矛盾，因此不得不退而求其次，选用其他结构的风阀。

鉴于现有的风阀存在以上一些问题，不能达到令人满意的使用效果，十分有必要对现有的风阀进行改进，以最大限度的满足跳汰选煤工艺的要求。

实用新型内容

    本实用新型所要解决的技术问题是提供一种跳汰机气动双盖板风阀，这种风阀动作灵活、开启和关闭速度快、密封性好、爆发力强、调节范围大，同时结构简单、制造成本低，可靠性强，能够使数控风阀技术的优越性得到更充分的体现，进一步满足跳汰选煤工艺的要求，降低耗能，增加经济效益。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种跳汰机气动双盖板风阀，它包括风阀盖、阀芯、阀套、缓冲气缸和底座，缓冲气缸带动阀芯在阀套内上下移动，其改进之处是，它的阀芯分为上盖板和下盖板两部分，上盖板的上端面和下盖板的下端面分别为圆环面，圆环的内孔连接垂直的圆筒体，上盖板的圆筒体下端和下盖板的圆筒体上端相对，上盖板的圆筒体和下盖板的圆筒体中间为贯通的空腔。阀套内安装有上盖板密封圈，底座上部安装有下盖板密封圈，上盖板密封圈和下盖板密封圈分别与上盖板和下盖板接触密封。

上述跳汰机气动双盖板风阀，所述上盖板密封圈和下盖板密封圈为弹性密封圈，上盖板密封圈和下盖板密封圈分别由外环和内环组成，外环和内环呈平行台阶状，内环面高于外环面，外环内边缘与内环外边缘由内倾的圆环形侧壁相连接，外环圆周平面上均布有通孔，上盖板密封圈和下盖板密封圈的外环面通过螺栓分别固定在阀套和底座上，上盖板密封圈和下盖板密封圈的内环面的内孔圆周边缘分别与上盖板和下盖板的圆周外壁紧密接触。

上述跳汰机气动双盖板风阀，所述上盖板密封圈和下盖板密封圈为聚氨酯弹性材质。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的阀芯由上盖板和下盖板组合而成，缓冲气缸带动阀芯上下移动，当阀芯运动到最下面的位置时，上盖板和下盖板均与各自的密封圈紧密贴合，完成密封，阻断气流的通路；反之，一旦上盖板和下盖板与密封圈分开，气流的通路就被打开，完成进气或排气动作。由于本实用新型采用上述特殊的结构，动作灵活，开关迅速，结合数控***，增大了调节范围，使数控技术的优越性得到更为充分的体现，跳汰制度在更大范围内可任意调节，满足不同煤质对跳汰洗选工艺的要求。从现场应用的效果来看，本实用新型的阀芯不受背压及正压，缓冲气缸不受撞击，阀芯和阀套之间没有磨损，开关省力，进风速度快，进风量充足，床层起振迅速，使膨胀期得以有效延长，对分选更加有利。并且，本实用新型的动力消耗仅为现有风阀的40~80%左右，在高压风风压仅为0.2MPa的状态下即可正常工作，达到节能降耗的目的。此次设计将风阀结构模块化，便于更换和运输，如果对风阀部分尺寸进行修改，无需改造风箱箱体内部结构，即可实现本实用新型与盖板阀、立式圆柱形滑阀、立式圆锥形滑阀和无背压盖板阀的互换，以完成对跳汰机风阀的技术改造，市场前景广阔。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是上盖板密封圈的剖视图。

图中标记如下：风阀盖1、底座2、阀芯3、阀套4、缓冲气缸5、上盖板6、下盖板7、上盖板密封圈8、下盖板密封圈9、法兰10、压板11、提手12、螺栓13、螺钉14、O型密封圈15、V型橡胶密封圈16、螺纹连接组件17。

具体实施方式

本实用新型由风阀盖1、底座2、阀芯3、阀套4、缓冲气缸5、上盖板密封圈8、下盖板密封圈9组成。

图中显示，缓冲气缸5安装在风阀盖1的上方，缓冲气缸5的气缸推杆穿过风阀盖1的中心垂直向下与阀芯3相连接，底座2在阀芯3的下方与阀芯3相对。

图中显示，阀套4由螺钉14连接在风阀盖1的下表面，法兰10焊接在风箱箱体上，通过压板11和螺栓13将本实用新型安装在风箱箱体上。阀芯3在缓冲气缸5的气缸推杆的推动下沿着阀套4的内孔上下滑动，阀套4内的上盖板密封圈8对阀芯3进行密封。

图中显示，本实用新型的阀芯3由上盖板6和下盖板7组合而成。上盖板6的上端面和下盖板7的下端面均为圆环面，圆环的内孔连接垂直的圆筒体，上盖板6的圆筒体下端和下盖板7的圆筒体上端相对，上盖板6的圆筒体和下盖板7的圆筒体中间为贯通的空腔，气流可以从中通过。

图中显示，阀套4内安装有上盖板密封圈8，底座2上部安装有下盖板密封圈9，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9分别与上盖板6和下盖板7接触密封。

本实用新型的缓冲气缸5的下缓冲量被调节为零，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9就不仅要满足密封要求，还要有缓冲的作用，以免缓冲气缸5发生撞缸。因此，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9要有足够的弹性和刚度要求。

为达到上述要求，首先，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9采用聚氨酯弹性材质制作，保证刚度要求。其次，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9在结构上采用弹性密封结构，与上盖板6和下盖板7呈软接触，无硬性撞击。

图中显示，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9分别由外环和内环组成，外环和内环呈平行台阶状，内环面高于外环面，外环内边缘与内环外边缘由内倾的圆环形侧壁相连接。外环圆周平面上均布有通孔，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9的外环面通过螺栓分别固定在阀套4和底座2上，上盖板密封圈8和下盖板密封圈9的内环面的内孔圆周边缘分别与上盖板6和下盖板7的圆周外壁紧密接触。这种阶梯状结构显著增加了密封圈受压后的弹性。

本实用新型的工作过程如下：

本实用新型安装在正进风风箱中，用于控制工作风（即低压风）周期性地进出跳汰机空气室。来自空气压缩机的高压空气，经过气源三联体的过滤器过滤、调压阀稳压、油雾器油雾化后进入电控换向电磁阀。电磁阀在微机控制下转换气路方向，使缓冲气缸5的活塞往复运动，拖动由上盖板6、下盖板7组合构成的风阀阀芯3动作。在进气期，电磁阀通电，其进气孔与缓冲气缸5的下方气孔连通，将高压空气导入缓冲气缸5的下腔，同时缓冲气缸5的上方气孔与电磁阀的排气孔连通，将缓冲气缸5上腔的高压空气排出。这样，在活塞两侧产生压差，推动活塞向上移动。在气缸推杆的带动下，进气风阀的上盖板6、下盖板7随之向上运动，进气风室中的工作风进入跳汰机的空气室，迫使跳汰室的水流上升。之后，电磁阀接受微机数控指令，断电。其进气孔与缓冲气缸5的上方气孔连通，改变气流方向，使高压空气流向缓冲气缸5的上腔，同时缓冲气缸5的下方气孔与电磁阀的排气孔连通，排出缓冲气缸5下腔内的气体。这样，活塞两侧出现相反的压差，向下移动，带动进气风阀的上盖板6、下盖板7随之动作，将位于进气风室的空气室入口封闭，进气风阀为关闭状态，不再为跳汰机空气室供风。此时，排气风阀也处于关闭状态，空气室中的工作风进入膨胀期。排气期时，由另一套本实用新型（即排气风阀）工作完成排气过程，电磁阀使缓冲气缸5换向，气缸推杆带动排气风阀上盖板6、下盖板7向上移动，使位于排气风室的空气室出口打开，将跳汰机空气室的工作风排入大气。此时，进气风阀仍处于关闭状态。当排气风阀也处于关闭状态时，出现休止期。进气风阀与排气风阀交替动作控制洗水脉动。电磁阀的开关时间和动作频率由电脑数控***给定，从而实现对跳汰周期和跳汰频率进行在线调整。

Claims (3)

1.一种跳汰机气动双盖板风阀，它包括风阀盖(1)、阀芯(3)、阀套(4)、缓冲气缸（5）和底座（2），缓冲气缸（5）带动阀芯(3)在阀套(4)内上下移动，其特征在于：它的阀芯（3）分为上盖板（6）和下盖板（7）两部分，上盖板（6）的上端面和下盖板（7）的下端面分别为圆环面，圆环的内孔连接垂直的圆筒体，上盖板（6）的圆筒体下端和下盖板（7）的圆筒体上端相对，上盖板（6）的圆筒体和下盖板（7）的圆筒体中间为贯通的空腔，阀套(4)内安装有上盖板密封圈（8），底座（2）上部安装有下盖板密封圈（9），上盖板密封圈（8）和下盖板密封圈（9）分别与上盖板（6）和下盖板（7）接触密封。

2.根据权利要求1所述的跳汰机气动双盖板风阀，其特征在于：所述上盖板密封圈（8）和下盖板密封圈（9）为弹性密封圈，上盖板密封圈（8）和下盖板密封圈（9）分别由外环和内环组成，外环和内环呈平行台阶状，内环面高于外环面，外环内边缘与内环外边缘由内倾的圆环形侧壁相连接，外环圆周平面上均布有通孔，上盖板密封圈（8）和下盖板密封圈（9）的外环面通过螺栓分别固定在阀套(4)和底座（2）上，上盖板密封圈（8）和下盖板密封圈（9）的内环面的内孔圆周边缘分别与上盖板（6）和下盖板（7）的圆周外壁紧密接触。

3.根据权利要求2所述的跳汰机气动双盖板风阀，其特征在于：所述上盖板密封圈（8）和下盖板密封圈（9）为聚氨酯弹性材质。