專利名稱：一種高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制礦漿輸送的高壓力、大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥，特別涉及到深海 采礦礦石輸送設(shè)備所使用的一種控制礦漿流體輸送的先導(dǎo)式電動(dòng)閥。
背景技術(shù)：
大洋蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，陸地資源的日益貧乏使人類將目光轉(zhuǎn)向海底資源， 世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)初就開始對(duì)深海采礦設(shè)備進(jìn)行了研究和開發(fā)。深海采礦礦石 輸送設(shè)備的作用主要是將海底采礦車采集到的礦石輸送到海面采礦船上，因此，礦石輸送 技術(shù)是深海采礦關(guān)鍵技術(shù)之一。中國(guó)專利200420036074. 2公開的深海采礦礦石輸送系統(tǒng)，其原理為采用高速多 級(jí)高壓水泵首先對(duì)海水加壓，然后通過(guò)儲(chǔ)料罐將礦石摻入到高壓水管中進(jìn)行輸送，該方法 能將礦石直接從6000m的海底輸送到海面，由于礦石不經(jīng)過(guò)水泵，能保證礦石輸送設(shè)備長(zhǎng) 期可靠工作；高速多級(jí)高壓水泵的揚(yáng)程高且重量輕，該種設(shè)備可同時(shí)應(yīng)用于硬管采礦系統(tǒng) 和軟管采礦系統(tǒng)，具有良好的應(yīng)用前景。深海采礦礦石輸送系統(tǒng)的原理如圖1所示，它由水泵1、管道2、閥3、儲(chǔ)料罐4、閥 5、閥6、閥7、閥8、閥9、儲(chǔ)料罐10和儲(chǔ)料罐11組成，其工作原理為1.采礦系統(tǒng)開始工作前，閥3、閥7和閥9處于打開狀態(tài)，其它閥門處于關(guān)閉狀態(tài)， 儲(chǔ)料罐4內(nèi)和儲(chǔ)料罐10內(nèi)壓力與海水壓力平衡。水泵1啟動(dòng)后，海水在水泵的作用下，通 過(guò)輸送管道輸送到海面。2.采礦車開始工作后，礦石經(jīng)閥5流入儲(chǔ)料罐4內(nèi)，同時(shí)，儲(chǔ)料罐內(nèi)的部分海水經(jīng) 閥5排出。當(dāng)儲(chǔ)料罐4裝滿礦石顆粒后，關(guān)閉閥5，同時(shí)打開閥3和閥6，儲(chǔ)料罐4內(nèi)的壓 力與輸送管道壓力平衡，儲(chǔ)料罐4內(nèi)的礦石顆粒在重力和輸送管內(nèi)海水流動(dòng)所產(chǎn)生的負(fù)壓 作用下流入輸送管道，與管道內(nèi)的海水混合形成混合流體，在水泵的作用下，輸送到采礦船 上。3.在關(guān)閉閥5后，礦石顆粒經(jīng)閥9流入儲(chǔ)料罐10。當(dāng)儲(chǔ)料罐4內(nèi)的礦石全部輸送 完畢，儲(chǔ)料罐10裝滿礦石后，關(guān)閉閥3、閥6和閥9，同時(shí)打開閥5、閥8和閥11，儲(chǔ)料罐10內(nèi) 的礦石顆粒流入輸送管道，在水泵的作用下，輸送到海面的采礦船上，而礦石顆粒經(jīng)閥5流 入儲(chǔ)料罐10。根據(jù)上述工作步驟，不斷重復(fù)，輸送設(shè)備能將采礦車采集的礦石源源不斷地輸送 到海面的采礦船上，通過(guò)調(diào)節(jié)閥3、閥7和閥8，可以控制礦石輸送濃度。從深海采礦礦石輸送系統(tǒng)的工作原理可知，閥是深海采礦礦石輸送系統(tǒng)關(guān)鍵部 件。由于該系統(tǒng)工作在5000m深的海底，環(huán)境壓力高達(dá)50Mpa，為保證礦石從海底直接輸 送到海面采礦船上，儲(chǔ)料罐內(nèi)輸送壓力需要56Mpa左右，因此，儲(chǔ)料罐內(nèi)外的壓力差高達(dá) 6Mpa。在礦石輸送系統(tǒng)工作過(guò)程中，閥開啟時(shí)閥芯兩端承受高達(dá)6MPa的壓力差，并且礦漿 輸送流量高達(dá)3600L/min，因此深海采礦礦石輸送系統(tǒng)中所使用的閥必須是高壓力、大流量 可控制的電動(dòng)閥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于礦漿輸送，特別是用于控制深海采礦礦漿輸送的 一種高壓力、大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其包括上閥體、下閥體、閥瓣、橡膠墊圈、閥桿、 電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、閥芯密封橡膠和壓蓋。所述上閥體有兩種結(jié)構(gòu)，一種為由法蘭盤、錐形料斗以及安裝傳動(dòng)裝置的支撐架 三部分所組成的復(fù)雜機(jī)件，另一種為兩端設(shè)有法蘭盤的彎型管道以及安裝傳動(dòng)裝置的支撐 架組成的復(fù)雜機(jī)件。所述下閥體為兩端設(shè)法蘭盤的管狀結(jié)構(gòu)，在下閥體的上端法蘭盤上設(shè) 有錐形孔。上下閥體通過(guò)法蘭盤連接，并形成錐形閥孔。所述橡膠墊圈安裝上下閥體的法 蘭盤之間，用于閥關(guān)閉時(shí)閥瓣與閥孔之間以及上下閥體之間的密封。所述電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)裝置相連接，安裝于上閥體的支撐架上。所述閥桿通過(guò)傳動(dòng)裝 置帶動(dòng)作上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)下端閥瓣作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉或打開閥；閥桿下端設(shè)計(jì)有橡膠 包裹的小圓錐體作為先導(dǎo)閥芯，與閥瓣組成先導(dǎo)閥。先導(dǎo)閥的作用在于當(dāng)閥處于關(guān)閉狀態(tài) 下打開時(shí)，閥桿首先打開先導(dǎo)閥，液體從高壓端流入低壓端，以達(dá)到閥兩端的壓力平衡，在 其他狀態(tài)下，先導(dǎo)閥處于關(guān)閉狀態(tài)。本發(fā)明高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥具有以下特點(diǎn)1、設(shè)計(jì)了先導(dǎo)閥，即使閥瓣兩端存在高壓差，閥桿打開先導(dǎo)閥所需的推力很小，例 如本發(fā)明將該閥的先導(dǎo)閥閥孔直徑設(shè)計(jì)為主閥閥孔直徑的1/5時(shí)，閥桿打開先導(dǎo)閥所需的 推力只有不設(shè)先導(dǎo)閥時(shí)所需推力的1/25，因此，先該種導(dǎo)式電動(dòng)閥所需的電機(jī)及傳動(dòng)裝置 功率都很小，可控制大流量、高壓力流體輸送。2、閥瓣采用錐形閥瓣結(jié)構(gòu)，該閥控制礦漿等固液兩相流體輸送時(shí)，礦石不會(huì)堆積 在錐面上；由于采用較厚的橡膠墊作為密封件，橡膠密封圈能抵抗固體顆粒對(duì)密封性能的 干擾，因此該種閥在高壓狀態(tài)下具有很好的密封特性，可用于礦漿流體的控制。3、該閥采用電機(jī)傳動(dòng)，能精確控制閥的開口度，具有很好的啟閉特性和可控制性 能。


圖1為中國(guó)專利200420036074. 2公開的深海采礦礦石輸送系統(tǒng)原理示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。參照?qǐng)D2和圖3， 本實(shí)施例包括上閥體1、下閥體2、閥瓣3、橡膠墊圈4、閥桿5、傳 動(dòng)裝置6、電動(dòng)機(jī)7、閥芯密封橡膠8和壓蓋9。所述上閥體1有兩種結(jié)構(gòu)，一種為圖2所示 結(jié)構(gòu)，由法蘭盤、錐形料斗以及安裝 傳動(dòng)裝置的支撐架組成，另一種為圖3所示結(jié)構(gòu)，由兩 端設(shè)有法蘭盤的彎型管道以及安裝傳動(dòng)裝置的支撐架組成。所述下閥體2為兩端設(shè)法蘭盤的管狀結(jié)構(gòu)，在下閥體2的上端法蘭盤上設(shè)有錐形孔，上下閥體通過(guò)法蘭盤連接，并形成錐 形閥孔。所述橡膠墊圈4安裝上閥體6與下閥體7的法蘭盤之間，用于閥關(guān)閉時(shí)閥瓣3與 閥孔之間以及上閥體1下閥體2之間的密封。所述電動(dòng)機(jī)7與傳動(dòng)裝置6相連接，安裝于上閥體1的支撐架上；所述閥桿5通過(guò) 傳動(dòng)裝置6帶動(dòng)作上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)下端閥瓣3作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉或打開閥，閥桿5下 端設(shè)計(jì)有密封橡膠8包裹的小圓錐體作為先導(dǎo)閥芯，與閥瓣3組成先導(dǎo)閥。圖2所示的高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥處于打開狀態(tài)，是一種在圖1所示的深海采 礦礦石輸送系統(tǒng)中的閥5和閥9所使用的閥，礦石流體先流入上閥體1的料斗，然后經(jīng)閥孔 流入深海采礦礦石輸送系統(tǒng)中的儲(chǔ)料罐中。圖3所示的高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，該閥可用于圖1所示的深海 采礦礦石輸送系統(tǒng)中的其它的閥。圖4是由閥桿5與閥瓣3所組成的先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)示意圖，其作用在于當(dāng)閥從關(guān)閉狀 態(tài) 打開時(shí)，閥桿5打開先導(dǎo)閥，液體從高壓端流入低壓端，以達(dá)到閥的兩端壓力平衡，從而 打開閥瓣。由于該種先導(dǎo)式電動(dòng)閥具有所需電機(jī)及傳動(dòng)裝置功率小，可控制大流量和高壓力 的流體輸送，并且在高壓狀態(tài)下具有良好的密封特性，能精確控制閥的開口度，具有很好的 啟閉特性和可控制性能等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于固液兩相流體的管道輸送控制。
權(quán)利要求
一種高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥，包括上閥體、下閥體、閥瓣、橡膠墊圈、閥桿、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、閥芯密封橡膠和壓蓋，所述上下閥體通過(guò)法蘭盤連接，并在法蘭連接處形成錐形閥孔，所述橡膠墊圈安裝上下閥體的法蘭盤之間，用于閥關(guān)閉時(shí)閥瓣與閥孔之間以及上下閥體之間的密封，所述閥桿通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)作上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)下端閥瓣作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉和打開閥，在閥桿下端設(shè)計(jì)有先導(dǎo)閥芯，與閥瓣組成先導(dǎo)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)閥，其特征在于，所述上閥體有兩種結(jié)構(gòu)，一種為由法蘭 盤、錐形料斗以及安裝傳動(dòng)裝置的支撐架三部分所組成的復(fù)雜機(jī)件，另一種為兩端設(shè)有法 蘭盤的彎型管道以及安裝傳動(dòng)裝置的支撐架組成的復(fù)雜機(jī)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)閥，其特征在于，所述下閥體為兩端設(shè)法蘭盤的管狀結(jié) 構(gòu)，在下閥體的上端法蘭盤上設(shè)有錐形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)閥，其特征在于，在閥桿下端設(shè)計(jì)有密封橡膠包裹的小 圓錐體作為先導(dǎo)閥芯，與閥瓣內(nèi)設(shè)計(jì)的先導(dǎo)閥孔組成先導(dǎo)閥。
全文摘要
一種高壓大流量先導(dǎo)式電動(dòng)閥，其包括上閥體、下閥體、閥瓣、橡膠墊圈、閥桿、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、閥芯密封橡膠和壓蓋。所述上下閥體通過(guò)法蘭盤連接，并在法蘭連接處形成錐形閥孔，所述橡膠墊圈安裝在上下閥體的法蘭盤之間，用于閥關(guān)閉時(shí)閥瓣與閥孔之間以及上下閥體之間的密封，所述閥桿通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)作上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)下端閥瓣作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)關(guān)閉或打開閥，在閥桿下端設(shè)計(jì)有密封橡膠包裹的小圓錐體閥芯，與閥瓣組成先導(dǎo)閥。本發(fā)明具有采用電機(jī)及傳動(dòng)裝置功率小，可控制大流量和高壓力的流體輸送，并且在高壓狀態(tài)下具有良好的密封特性，能精確控制閥的開口度，具有很好的啟閉特性和可控制性能等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于固液兩相流體的管道輸送控制。
文檔編號(hào)F16K27/02GK101846189SQ20101018763
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者吳萬(wàn)榮, 吳波, 周剛, 徐海良 申請(qǐng)人:中南大學(xué)