• 作者：张卫艳（河北长宏阀门有限公司）

摘要介绍了耐高温盲板阀的结构特点及工作原理，阐述了阀体阀板耐高温的结构形式，运用实例校核了盲板阀上齿轮齿圈的疲劳强度，分析了选用电液动装置的合理性。

01 概述

耐高温盲板阀适用于发生炉煤气管路。发生炉煤气是由水蒸汽及空气混合后流经炽热的燃料生成的粗热煤气，压力为5~10KPa，温度为500~600℃，且含有焦油。所以要求该阀耐高温耐腐蚀，强度高，动作灵活，密封性能好。

02 结构特性

耐高温盲板阀主要由固定阀体、活动阀体、丝杠副、扇形阀板、底座、翻板推杆装置、松开夹紧推杆装置及水冷装置等组成。活动阀体上设计有波纹管连接活动阀座，固定阀体与活动阀体通过底座等连接件固定连接，2阀体之间为阀板。耐高温盲板阀采用齿轮齿圈传动，启动松开夹紧推杆装置，推动大齿圈带动丝杠上的小齿轮驱动丝杠旋转，从而带动活动阀座左右移动，使2阀体与阀板之间各产生10~20mm间隙。然后，启动翻板推杆装置，推动阀板旋转，实现阀板由由全关到全开（或全开到全关）的切换。完成后，再启动松开夹紧推杆装置，使左右阀体夹紧阀板，以达到介质流通或切断的目的（图１）。

图１ 耐高温盲板阀

03 结构设计

3.1 阀体

为了隔离管道高温，在阀体圆筒内部浇筑耐高温衬里（图2），衬里材料选用高铝水泥耐火浇注料，高铝水泥耐火浇注料的耐火度可达1600℃，使用温度高达1300℃，具有良好的隔热作用，大大降低了阀门的热负荷，并且有与碳钢相近的热膨胀系数，浇注在圆筒内壁不易松脱。介质温度在300~650℃时，耐火衬厚度为90~113mm，所以衬里厚度可根据口径在此范围内取值，如DN800口径的高温盲板阀衬里厚度选取100mm。浇筑前，在圆筒内壁焊接 Ｖ形筋骨，筋骨尺寸依衬里厚度确定，相邻2筋骨呈90°沿圆周均匀分布。电液推杆厂家

图２ 圆筒内部浇筑衬里

阀体密封座焊接成腔体，不仅增加了整体刚度，同时在密封腔上可增设水冷系统。水冷系统采用循环进出水的方式进入密封座腔体，直接对密封面进行冷却处理，提高了冷却强度及密封性能。阀门内部的高温，使密封腔内通水时容易形成水蒸汽聚集在腔内无法排出，所以将水冷装置的进水口设置在密封腔的下方，出水口设置在密封腔的上方，利于水蒸汽的散发（图 3）。

图３ 密封腔

在水腔下方设置排污阀，定期清理、排放通水过 程中产生的污垢，防止水路堵塞。

3.2 阀板

阀板内部同样需要浇注耐火层，按耐火层的厚度来确定阀板的最小宽度。为了避免盲孔面板的传热作用导致密封圈的密封性能降低，需要在盲孔板面板2侧整面浇注高铝水泥耐火浇注料。通孔板侧只在圆筒内壁浇注高铝水泥耐火浇注料，厚度与阀体相同。阀板内壁焊接的V形筋骨，依耐火层厚度均匀分布（图4）。电液推杆厂家

图４ 阀板通、盲孔浇注型式

阀板密封座采用3道密封圈，最外圈为硅橡胶密封圈，内2道为柔性膨胀石墨圈。柔性膨胀石墨耐高温，耐腐蚀，导热系数低，使外圈硅橡胶密封圈不受高温的侵蚀，有效的保证了阀门的整体密封性能。

3.3 小齿轮与大齿圈

阀门夹紧部位的松开采用齿轮齿圈的传动方式，齿轮与齿圈传动比恒定，传动功率大，效率高，使用寿命长，是平稳可靠的传动方式，并且大齿圈旋转很小的张开角度就可以传递较大的张开距离。通过推杆装置直接推动大齿圈传递力矩，使小齿轮驱动丝杠旋转来实现松开或夹紧阀板。

以口径DN800，压力0.05MPa的阀门为例，设计并校核齿轮齿圈。

设计丝杠为Tr80X16，大齿圈传递的力矩T为夹紧丝杠所传递的总力矩，即

丝杠的轴向载荷F，即阀门的介质力和密封力，计算得235kN，丝杠Tr80X16的螺纹中径d2 为72mm，螺纹升角φ计算得4.046°，当量摩擦角ρ＇，计算得5.323°，代入数值得T=1.394X106Nmm。电液推杆厂家

参照已有的口径及压力相同或类似的盲板阀的齿轮传动结构，用类比法初步确定小齿轮与大齿圈的主要尺寸（表1）。

3.4 传动装置

传动装置选用直推式电液推杆。电液推杆速 快，可达100mm/s，可根据不同工况调节速度、行程以及推拉力的大小，有自锁及过载自动保护功能。松开夹紧部位的电液推杆装置根据大齿圈的传递力矩来计算选用合适的型号，翻板部位的电液推杆装置通过计算阀板的重力矩选用合适的型号。

翻板部位的电液推杆直接安装在阀门的斜拉筋上。松开夹紧部位的电液推杆吊装在底部拉筋上，刚性好，动作空间大。电液推杆装置以电动机为动力源，通过电动机的正反转来实现推杆的往复运动。直式电液推杆的电动机安装在推杆的尾部，远离管道热源，即使遇到突发事故，电动机也可以保证正常的运转。

04 结语

在炉煤气管路中，耐高温盲板阀具有耐高温，耐腐蚀，强度高，动作灵活，密封性能等特性。在设计耐高温盲板阀的过程中，应根据不同的工况条件及要求，采用合理的结构形式及设计数据，确保阀门的使用性能满足工况要求。

下期论文：核级大口径闸阀中法兰结构优化设计