新型礦漿輸送管道閥門的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

楊建國 晁彥德

（欒川龍宇鉬業(yè)有限公司）

欒川龍宇鉬業(yè)小廟嶺選礦公司設(shè)計(jì)原礦處理能力1萬t/d［1］，原礦為南泥湖礦區(qū)的輝鉬礦，選礦工藝采用1粗4掃3精2精掃流程［2］。輝鉬礦浮選尾礦經(jīng)濃縮后由管道自流輸送至尾礦庫，濃縮機(jī)底部尾礦輸送管道采用?325 mm耐磨陶瓷管，與其配套使用的閥門為DN300耐磨陶瓷閘閥。

礦漿閥門是漿體管道輸送中的重要設(shè)備，閥門的可靠性是漿體管道輸送系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障［3］。在實(shí)際使用過程中，尾礦漿平均流量在900~1 000 m3/h，礦漿濃度45%左右，礦漿細(xì)度-0.074 mm粒級含量占55%～60%，0.20～0.074 mm粒級約占20%，+0.20 mm粒級約占20%。尾礦漿輸送具有濃度高、排量大、阻力大、磨損大的特點(diǎn)［4］，對控制和調(diào)節(jié)流量的閘閥沖擊磨損十分嚴(yán)重，閥門的閘板極易磨損，平均每一兩個月就需要檢修更換新的閘閥，頻繁檢修和更換閘閥不但影響生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，人員勞動強(qiáng)度大，而且增加生產(chǎn)成本。為此，進(jìn)行了新型礦漿輸送管道閥門研究，以提高閥門的實(shí)用性和耐久性，且意義重大。

1 新型閥門的設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路

普通的陶瓷閘閥是指啟閉體（閥板）由閥桿帶動閥座密封面作升降運(yùn)動的閥門，可接通或截?cái)嗔黧w的通道。因閥板與礦漿流體成垂直角度，當(dāng)閥門部分開啟時(shí)，在閘板背面產(chǎn)生渦流，易引起閘板的侵蝕和震動，所以更容易損壞閥座密封面和閥板。根據(jù)尾礦管道輸送現(xiàn)場工況及陶瓷閘閥現(xiàn)狀的分析研究，設(shè)計(jì)的一種新型礦漿輸送管道使用了耐磨閥門，改變了傳統(tǒng)閥門的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，其閥體采用箱體結(jié)構(gòu)，啟閉體（閥芯）為錐形橡膠閥芯。礦漿進(jìn)入閥體得到緩沖消力后流出，可有效減輕高濃度大壓力礦漿對閥門及管道的磨損，提高閥門及管道的使用壽命。

1.2 新型閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

新型礦漿輸送管道閥門為箱體式結(jié)構(gòu)，主要由進(jìn)口管道短節(jié)、閥體、閥體上蓋、閥芯、閥桿、密封軸套、手輪、螺紋絲杠、閥桿支架、出口管道短節(jié)、閥座、閥芯連接軸套等構(gòu)成。礦漿從進(jìn)口管道短節(jié)進(jìn)入閥體時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)手輪來控制閥桿和閥芯一起上升或下降，閥芯與進(jìn)口管道短節(jié)一端上的閥座接觸，閥芯上下移動實(shí)現(xiàn)開閉，控制礦漿流動并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。礦漿流入閥體內(nèi)后，先沖刷在閥芯和閥體的四壁上，使礦漿的流速和沖擊力受到一定的緩沖和減壓之后，再經(jīng)出口管道短節(jié)流入主放礦管道內(nèi)，從而完成和實(shí)現(xiàn)了閥門開閉及流量大小地控制。檢修時(shí)，只需松開固定閥體上蓋的螺栓，打開閥體上蓋進(jìn)行檢查或檢修保養(yǎng)即可［5］。新型礦漿輸送管道閥門結(jié)構(gòu)見圖1。

新型礦漿輸送管道閥門整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作方法如下。

（1）閥體為長方型箱體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用10 mm厚鋼板焊制，閥體上蓋用螺栓連接在閥體頂面。

（2）進(jìn)口管道短節(jié)焊接在閥體一端側(cè)面底部的中間位置，進(jìn)口管道短節(jié)長度的二分之一深入到閥體內(nèi)，深入到閥體內(nèi)部分進(jìn)口管道短節(jié)的端口為斜形管口，斜形管口斜口方向朝上，與進(jìn)口管道短節(jié)底面夾角為60°；閥座為鋼制環(huán)形圓盤，焊接在進(jìn)口管道短節(jié)深入閥體內(nèi)一端的斜形管口上。

（3）出口管道短節(jié)相對應(yīng)進(jìn)口管道短節(jié)焊接在閥體的另一端側(cè)面底部中間位置，進(jìn)口管道短節(jié)和出口管道短節(jié)一端分別通過進(jìn)口法蘭和出口法蘭安裝在主放礦管道上。

（4）閥芯為圓錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，閥芯底部的直徑尺寸大于進(jìn)口管道短節(jié)上閥座的直徑尺寸，閥芯內(nèi)部有鋼結(jié)構(gòu)支撐，閥芯外部采用耐磨耐蝕橡膠材料制作，在閥芯底部的中心位置上設(shè)有一個閥芯連接軸套；閥桿的一端通過閥芯連接軸套與閥芯連在一起，密封軸套和閥桿支架傾斜焊接在出口管道短節(jié)上方的閥體側(cè)面上，閥桿的另一端穿過密封軸套固定在閥桿支架上，閥桿呈傾斜狀態(tài)設(shè)置在閥體內(nèi)，使與閥桿連接在一起的閥芯與進(jìn)口管道短節(jié)上的閥座位置相互對應(yīng)，相互配合，可開啟或關(guān)閉。

（5）螺紋絲桿通過閥桿支架與閥桿連接，螺紋絲杠上裝有手輪。閥桿和絲杠與深入到閥體內(nèi)的進(jìn)口管道短節(jié)底面夾角為30°。

（6）新型閥門的閥體內(nèi)壁、閥體上蓋、進(jìn)出口管道短節(jié)內(nèi)外壁、閥座、閥芯連接軸套、閥桿等上面全部涂刷3～5 mm厚的金剛砂耐磨涂層［6］，起防沖刷防磨作用。

2 實(shí)際應(yīng)用效果

新型礦漿輸送管道閥門替代原來的陶瓷閘閥安裝到礦漿輸送管道上，實(shí)際應(yīng)用效果明顯，通過調(diào)節(jié)錐形閥芯與閥座在閥體內(nèi)的開合程度，可實(shí)現(xiàn)對礦漿流量地控制。礦漿進(jìn)入閥體內(nèi)先沖刷在閥芯及閥體內(nèi)壁上，起到了很好的緩沖消力作用，有效克服并解決了高濃度大壓力礦漿對閥門及管道地沖擊磨損，大大提高了閥門的使用壽命，相對原普通陶瓷閘閥，每年可節(jié)約閥門更換及維修成本10萬元以上。

3 結(jié) 語

欒川龍宇鉬業(yè)小廟嶺選礦公司針對礦漿輸送管道用陶瓷閘閥不耐磨、使用壽命短的問題，研究和設(shè)計(jì)了一種箱體式結(jié)構(gòu)的新型閥門。新型閥門采用錐形橡膠閥芯，有效解決了礦漿對閥門的沖擊磨損問題。整個新型礦漿輸送管道閥門具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、成本低、操作方便、易于維修等特點(diǎn)，具有良好的實(shí)用性。通過日常定期檢查維護(hù)，該新型閥門能長久重復(fù)使用，節(jié)約大量維修及人工成本，具有一定的推廣及應(yīng)用價(jià)值。