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摘 要：重点介绍了在煤化工行业中的固体颗粒介质中常规的硬密封球阀由于结构的不足会导致阀门使用出现异常情况影响系统的正常运行。通过对球阀结构的改进可以有效地提高以上工况下球阀的使用功效和周期。从而，保证系统的长周期稳定运转。
关键词：固体颗粒 球阀 结构
中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0067-01
当代，采用德士古，壳牌等系统对煤炭进行深加工已成为主流。然而，无论哪一种系统的运行都离不开硬密封球阀的使用。系统中对工作固体颗粒（煤粉，煤浆，煤灰及煤渣）位置处的球阀有很高的要求，也是整个系统运行过程中最容易出现问题的地方。阀门使用性能的好坏及使用周期的长短直接影响到系统的安全长周期开车。
1 常规球阀的结构
应用在煤粉，煤浆，煤灰及煤渣系统中的常规阀门大多采用螺旋碟簧预紧补偿结构，也有少数阀门采用碟簧预紧补偿结构。
对于大多数阀门使用的螺旋弹簧结构，虽有防尘圈能阻挡大颗粒介质，然而一些细小颗粒，随着阀门的使用还是会慢慢进入弹簧部位，一旦进入弹簧内部则无法自动清洁，直至填满弹簧中腔造成弹簧无法压缩而导致弹簧失效。直接导致阀门发生泄漏卡涩或开关不动等状况。
虽然少数阀门采用的碟簧结构较螺旋碟簧结构有以下优势：碟簧的结构简单，进入到碟簧位置的物料相对螺旋碟簧较易排除，所以在上述工况中碟簧结构更适用，但物料同样会进入碟簧部位，并在碟簧与阀体或阀帽之间形成的三角区域内形成堆积。随着压力的变化，阀座组件会产生少量的位移，这时由于阀座移动，碟簧变形而产生的空隙就会被固体颗粒介质填满，使碟簧无法复位，失去其固有的弹性补偿功能而处于卡死状态，从而造成阀球与阀座之间的摩擦力只增不减，越来越大，最终导致阀门开始出现卡涩现象，直至执行器无法驱动阀门，即阀门故障。
2 改进球阀的结构
为了解决上述现有存在的技术问题，新结构有效避免因物料堆积而造成阀门卡死的现象。
附图说明。
图1是改进后金属硬密封球阀的局部结构剖视图。
图2是衬管的结构示意图（如图1图2）。
请参阅图1～图2，改进型球阀结构中包括球体1、阀座2、密封环3、压环4、碟簧5、衬管6、阀体7。
改进型结构如下所示。
碟簧5与衬管6的一端面接触，并压在压环4上；衬管6的与碟簧5接触的端面上间隔地设有多个相互间隔的卸灰槽8；每个卸灰槽8包括两个相交的球面8-1，且每个球面8-1分别与衬管6的内壁面6-1以及外壁面6-2相交；每两个相邻的卸灰槽8以一平台隔开并通过一斜面8-2连通，斜面8-2分别与平台所处的端面8-3及衬管6的外壁面6-2相交，且斜面8-2由两个球面8-1分界。
本改进球阀应用时，由于碟簧5两侧是开放的，直接与阀门中的流通介质相接触，阀门中流动的介质在通过阀门时，进入到碟簧5和衬管6间的空隙部位；由于碟簧5的内周面高于卸灰槽7的最低面，所以进入碟簧5部位的物料在堆积到一定量的情况下，会在重力的作用下向着相对较低的地方流动，从而使物料通过与衬管6的内壁面6-1、外壁面6-2以及端面连通的球面8-1和斜面8-2排出，在阀门进行开关的过程中再排出阀门，从而避免碟簧5部位的物料堆积，保证阀座2的灵活性，使该处的扭矩很好地控制在设计范围内。
3 两种结构的性能对比
本改进型球阀结构，它包括阀体、置于该阀体中的阀座和衬管，以及置于所述阀座中的球体。其中，所述阀座与衬管之间设有碟簧，所述衬管与碟簧接触的端面上间隔地设有多个相互連通的卸灰槽。
在衬管结构中，所述每两个相邻的卸灰槽以一平台隔开并通过一斜面连通，所述斜面分别与所述平台所处的端面及所述衬管的外壁面相交。
在上述的阀门中，所述每个卸灰槽包括两个相交的球面，且每个球面分别与所述衬管的内壁面以及外壁面相交。
由于采用了上述的技术解决方案，球阀通过在衬管上增设结构简单的卸灰槽，使物料进入碟簧部位后通过卸灰槽排出，而不会造成碟簧卡死，良好地保证了阀座的灵活性，从而防止了因物料堆积而造成的阀门卡涩或扭矩增大问题，保证了系统的正常运行。本实用新型还具有结构简单、易于加工、成本较低、不易卡涩、运行可靠、使用寿命大大延长等优点。
4 结论
通过对常规球阀结构和改进球阀结构对比可知，碟簧加泄灰槽的组合结构在煤粉，煤浆，煤灰及煤渣介质中具有防物料堆积结而使弹性元件失效的特点，有效地延长了恶劣工况下球阀的使用周期，为整个系统高效运行提供了保证。是固体颗粒介质中理想的球阀结构。
参考文献
[1] 杨源泉.阀门设计手册[M].机械工业出版社，2000.
[2] 成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2008.
关键词：固体颗粒 球阀 结构
中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0067-01
当代，采用德士古，壳牌等系统对煤炭进行深加工已成为主流。然而，无论哪一种系统的运行都离不开硬密封球阀的使用。系统中对工作固体颗粒（煤粉，煤浆，煤灰及煤渣）位置处的球阀有很高的要求，也是整个系统运行过程中最容易出现问题的地方。阀门使用性能的好坏及使用周期的长短直接影响到系统的安全长周期开车。
1 常规球阀的结构
应用在煤粉，煤浆，煤灰及煤渣系统中的常规阀门大多采用螺旋碟簧预紧补偿结构，也有少数阀门采用碟簧预紧补偿结构。
对于大多数阀门使用的螺旋弹簧结构，虽有防尘圈能阻挡大颗粒介质，然而一些细小颗粒，随着阀门的使用还是会慢慢进入弹簧部位，一旦进入弹簧内部则无法自动清洁，直至填满弹簧中腔造成弹簧无法压缩而导致弹簧失效。直接导致阀门发生泄漏卡涩或开关不动等状况。
虽然少数阀门采用的碟簧结构较螺旋碟簧结构有以下优势：碟簧的结构简单，进入到碟簧位置的物料相对螺旋碟簧较易排除，所以在上述工况中碟簧结构更适用，但物料同样会进入碟簧部位，并在碟簧与阀体或阀帽之间形成的三角区域内形成堆积。随着压力的变化，阀座组件会产生少量的位移，这时由于阀座移动，碟簧变形而产生的空隙就会被固体颗粒介质填满，使碟簧无法复位，失去其固有的弹性补偿功能而处于卡死状态，从而造成阀球与阀座之间的摩擦力只增不减，越来越大，最终导致阀门开始出现卡涩现象，直至执行器无法驱动阀门，即阀门故障。
2 改进球阀的结构
为了解决上述现有存在的技术问题，新结构有效避免因物料堆积而造成阀门卡死的现象。
附图说明。
图1是改进后金属硬密封球阀的局部结构剖视图。
图2是衬管的结构示意图（如图1图2）。
请参阅图1～图2，改进型球阀结构中包括球体1、阀座2、密封环3、压环4、碟簧5、衬管6、阀体7。
改进型结构如下所示。
碟簧5与衬管6的一端面接触，并压在压环4上；衬管6的与碟簧5接触的端面上间隔地设有多个相互间隔的卸灰槽8；每个卸灰槽8包括两个相交的球面8-1，且每个球面8-1分别与衬管6的内壁面6-1以及外壁面6-2相交；每两个相邻的卸灰槽8以一平台隔开并通过一斜面8-2连通，斜面8-2分别与平台所处的端面8-3及衬管6的外壁面6-2相交，且斜面8-2由两个球面8-1分界。
本改进球阀应用时，由于碟簧5两侧是开放的，直接与阀门中的流通介质相接触，阀门中流动的介质在通过阀门时，进入到碟簧5和衬管6间的空隙部位；由于碟簧5的内周面高于卸灰槽7的最低面，所以进入碟簧5部位的物料在堆积到一定量的情况下，会在重力的作用下向着相对较低的地方流动，从而使物料通过与衬管6的内壁面6-1、外壁面6-2以及端面连通的球面8-1和斜面8-2排出，在阀门进行开关的过程中再排出阀门，从而避免碟簧5部位的物料堆积，保证阀座2的灵活性，使该处的扭矩很好地控制在设计范围内。
3 两种结构的性能对比
本改进型球阀结构，它包括阀体、置于该阀体中的阀座和衬管，以及置于所述阀座中的球体。其中，所述阀座与衬管之间设有碟簧，所述衬管与碟簧接触的端面上间隔地设有多个相互連通的卸灰槽。
在衬管结构中，所述每两个相邻的卸灰槽以一平台隔开并通过一斜面连通，所述斜面分别与所述平台所处的端面及所述衬管的外壁面相交。
在上述的阀门中，所述每个卸灰槽包括两个相交的球面，且每个球面分别与所述衬管的内壁面以及外壁面相交。
由于采用了上述的技术解决方案，球阀通过在衬管上增设结构简单的卸灰槽，使物料进入碟簧部位后通过卸灰槽排出，而不会造成碟簧卡死，良好地保证了阀座的灵活性，从而防止了因物料堆积而造成的阀门卡涩或扭矩增大问题，保证了系统的正常运行。本实用新型还具有结构简单、易于加工、成本较低、不易卡涩、运行可靠、使用寿命大大延长等优点。
4 结论
通过对常规球阀结构和改进球阀结构对比可知，碟簧加泄灰槽的组合结构在煤粉，煤浆，煤灰及煤渣介质中具有防物料堆积结而使弹性元件失效的特点，有效地延长了恶劣工况下球阀的使用周期，为整个系统高效运行提供了保证。是固体颗粒介质中理想的球阀结构。
参考文献
[1] 杨源泉.阀门设计手册[M].机械工业出版社，2000.
[2] 成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2008.