气力输送是以压缩气源为输送动力, 将粉状物料在密闭容器中从一端输送到另外一端。气力输送所应用的行业非常广泛, 如电厂的煤粉、粉煤灰和炉底渣, 化工行业的化工原料, 建筑行业的水泥和石灰, 食品医药卫生等行业的各种粉料或颗粒物料等。而合理的阀门结构设计在气力输送中是至关重要的。进料阀 (气动旋转摆式陶瓷阀) 被安置在仓泵上方, 由于系统工艺要求进料阀每10min左右开启一次, 煤粉灰对阀门的磨损比较严重, 这样导致电厂的安装与维护费用比较高, 在料仓出现空气进入的情况下, 煤粉灰会出现黏结成块的现象, 导致介质不能顺畅通过阀门。为了满足工况要求, 在原有进料阀的基础上研制了带人孔或维修孔的气动陶瓷旋转摆式阀, 相比于常用的圆顶阀或普通的气动陶瓷摆式阀产品, 气动陶瓷旋转摆式阀使电厂在降低成本的情况下, 阀门的使用寿命也提高了几倍之多。

根据除尘系统输送介质的工况要求, 气动旋转摆式陶瓷阀采用陶瓷密封副, 阀座与阀体通过黏接或热涨技术装配于一体。阀板可采用整体陶瓷片制作, 阀板为双阀板结构, 阀板腔内装有弹簧, 弹簧的作用是保持与进出口处的两密封面滑动接触并产生密封比压, 以保证进出口端都能密封。在介质压力过低时, 介质压力不足以克服弹簧力, 这时双面都可以密封;在压力高时, 介质压力克服弹簧作用力, 推动进口端阀板向出口端移动, 这样就形成了出口端单面强制密封。

气动旋转摆式陶瓷阀的工作原理 (见图1) 主要是:当阀门启闭时, 气缸活塞推动悬臂, 悬臂围绕转轴转动, 转轴与悬臂采用键连接, 同时转轴带动摆动板在阀腔内做50°旋转, 运动为平面滑动, 阀板在摩擦力作用下可在阀座密封面上做旋转运动, 由于密封副为陶瓷材料, 这样介质颗粒在密封副上很快被研磨为粉末状。气动旋转摆式陶瓷阀主要有阀体、悬臂、摆动板/陶瓷密封副、气缸和阀板等构成 (见图2) 。阀门在长期使用后 (双阀板式的气动陶瓷摆式阀) , 腔体内难免会存在积存粉灰的现象, 为了解决积灰导致阀板卡死现象, 在阀体避免设置了气源吹扫接管, 在阀门打开时, 先打开气源吹扫系统, 使阀体内积存的粉煤灰掉落到出口管道内, 从而阀板可以自由转动。

图1 气动旋转摆式陶瓷阀工作原理简图

1.阀板2.摆动板3.转轴4.悬臂5.气缸

图2 气动旋转摆式陶瓷阀结构简图  

1.密封副2.弹簧3.摆动板4.阀板5.转轴6.气源吹扫接管

为解决现场煤粉灰因潮湿空气进入料仓而出现结垢问题, 结合原有阀门结构, 对原有阀门进行了结构升级改造, 首先在下阀体上增加人孔或维修孔, 一般现场物料结垢体的大小为60mm左右, 在下阀体上增加一个大于100mm的人孔或维修孔。为了满足人孔或维修孔的尺寸, 需要把阀门结构长度进行适当的增加 (见图3) 。在阀门检修时, 首先要把孔板上的螺栓松动, 然后用锤子或其他工具敲打孔板, 利用相关工具把阀门内腔的结疤粉煤灰进行清理, 这样确保整个系统, 在轴向方向保证畅通无阻, 便于系统的通常运行。

图3 气动陶瓷摆式阀结构改进 (带人孔) 

1.人孔或维修孔2.进气关3.气缸4.进气开5.上阀体6.下阀体

阀门装配后气动执行器接通起源, 首先保证阀门在启闭时无卡阻现象。在一切正常后对阀门进行密封和强度试验, 测试合格产品整体接通气源, 阀门每隔30s进行一次空载启闭, 要经过24h配对研磨 (见图4) , 这样便于阀门更好适应现场和提高阀门密封的可靠性。

图4 现场应用

气动陶瓷摆式阀适用于发电厂干灰系统、仓泵进料输送, 也可适用于矿山、造纸、化工等各类有磨损的干粉尘、水等介质在管道上作启闭之用。鉴于陶瓷密封面的高耐磨性、高硬度和耐氧化等突出优点, 使得气动摆式阀比软密封的圆顶阀获得了更好的耐磨蚀和耐冲刷性能。该阀门能满足高磨损的使用环境, 尤其突出的特点是超长的使用寿命, 其性能价格比远远优金属闸阀或圆顶阀等金属阀门。根据用户试用了4台, 经过将近一年的试用, 阀门的密封可靠, 其运行良好, 没有出现类似圆顶阀的密封面气囊被冲透现象, 与现有的陶瓷摆式阀相比较, 寿命更长, 维修方便, 性价比更高。