[发明专利]阀门

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门，尤其是一种与带有一个在上游和下游流通通道之间作 旋转或直线滑动运动，改变流通通道的流通面积，对流经它的流体进行启闭或节 流控制的关闭件的阀门，如全通径和缩径阀门、球阀、半球阀、V形球阀、旋塞 阀、闸阀，或者其它类似用途的设备(下面统称为阀门)。在启闭或节流携带有固 体粒子、粉末(包括结晶体或聚合物的颗粒，下面同)或液滴的流体的过程中， 本发明的阀门可减轻关闭件上游表面和上游阀座通孔的圆周表面受到流体中固体 粒子、粉末或液滴的强烈冲蚀。本发明专利申请的相关技术是本申请人于2005， 08，10.提出的PCT/CN2005/00165、题名“阀门关闭件”，和2006，02，05.提出 的PCT/CN2006/00193、题名“阀座”发明专利申请的补充，列出于此以供参考。

背景技术

在各种输运携带有固体粒子、粉末或液滴的流体的管道中，经常需要使用到 阀门，人们通过启闭或调节它，来达到控制管道中流体流动的目的。除了关闭件 外，为了有效地截断管道中流体的流动，阀门中还需要有一个安装在上游阀体的 阀座槽中，或者两个分别安装在上、下游阀体的阀座槽中、环绕在阀体流通通道 的四周和同它密封滑动啮合的阀座。

图1由图1a和图1b组成，图中示出了一现有技术闸阀中的关闭件，处在不 同的开启(或关闭)位置时的正视示意图。图中闸阀的阀体用数字52来表示，53 是它的上游流通通道，54是它的下游流通通道，流通通道53和54的横截面通常 都是圆柱形的(当然，也可以是其它的形状，例如截头锥体形、方形和矩形等)。 以流线形式图示的是流过阀体52的流体55。56是一个在垂直于(也可以成某一 角度的夹角)流通通道53和54轴线的方向上滑动运行的关闭件。阀座57用于在 关闭件56截断阀体52的流通通道53和54后，与关闭件56密封，不让流体55 从阀体52的上游流通通道53流入到下游流通通道54中去。通过图1可以看到， 流经阀体52时，流体55中的部分流体58正面地(垂直或以某一角度)撞击到关 闭件56的上游表面59上，使之遭受到冲蚀。撞击后改变流向的部分流体61，还 对上游阀座57通孔的圆周表面62进行径向冲蚀，并且在撞击到圆周表面62上后， 分别汇流成两股沿阀座圆周表面反向流动的分流，贴着它不断地改变流向，对关 闭件的上游表面59和阀座通孔的圆周表面62进行切向冲蚀，在流经关闭件56的 下端端部63和阀座57围成的开口60后，流入到下游流通通道54中。流体冲蚀 在关闭件上游表面59上的、关闭件运动方向上的宽度，和通孔圆周表面62上的 圆周长度，取决于关闭件56的启闭程度。关闭件56与阀座57之间的开口60越 大，圆周表面62受到冲蚀的圆周长度，和上游表面59在关闭件运动方向上的遭 受到冲蚀的宽度就越短。

在阀门作启闭或节流的过程中，当携带有固体粒子、粉末或液滴的流体流入 阀门的上游流通道以后，流向关闭件的流体被分流成了两个部分。一部分不受阻 挡地直接流过关闭件和上游阀座之间围成的上游开口，经过球体的通道，流入到 阀门的下游。另一部分则首先正向撞击和冲蚀暴露在阀门上游流通通道中的关闭 件上游表面，随后，撞击后的流体改变流向，其中的一部分流体，贴在关闭件的 上游表面上，沿阀体流通通道的径向向四周散开，再次对它进行切向冲蚀，这部 分的流体在流向上游阀座通孔的圆周表面时，对它进行径向冲蚀，冲蚀后再汇流 成两股沿阀座圆周表面反向流动的分流，分别对阀座的圆周表面和邻接的关闭件 上游表面进行切向冲蚀，最后，它们分别流入上游开口，并经过开口流向阀门的 下游；剩余部分的流体，则贴在关闭件的上游表面上直接流人开口，在流入开口 的过程中，也对关闭件的上游表面产生切向的冲蚀破坏。

现有的技术主要采用如下两种方法，来提高关闭件和阀座的耐冲蚀能力的。

一种方法是降低流体流过阀门时的流速。材料的冲蚀率是随流体流速的增高 成指数函数递增的，降低流体在阀门中流动的速度，可以大大地降低流体对关闭 件上游表面和阀座通孔圆周表面材料冲蚀的冲蚀率，延长阀门的使用寿命，但是 采用降低流体流速的方法，会减少流过阀门的流量。