新型礦漿輸送管道閥門的設計與應用

楊建國 晁彥德

（欒川龍宇鉬業有限公司）

欒川龍宇鉬業小廟嶺選礦公司設計原礦處理能力1萬t/d［1］，原礦為南泥湖礦區的輝鉬礦，選礦工藝采用1粗4掃3精2精掃流程［2］。輝鉬礦浮選尾礦經濃縮后由管道自流輸送至尾礦庫，濃縮機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備，閥門的可靠性是漿體管道輸送系統能否安全穩定運行的重要保障［3］。在實際使用過程中，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［4］，對控制和調節流量的閘閥沖擊磨損十分嚴重，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的連續穩定，人員勞動強度大，而且增加生產成本。為此，進行了新型礦漿輸送管道閥門研究，以提高閥門的實用性和耐久性，且意義重大。

1 新型閥門的設計

1.1 設計思路

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動的閥門，可接通或截斷流體的通道。因閥板與礦漿流體成垂直角度，當閥門部分開啟時，在閘板背面產生渦流，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。根據尾礦管道輸送現場工況及陶瓷閘閥現狀的分析研究，設計的一種新型礦漿輸送管道使用了耐磨閥門，改變了傳統閥門的結構構造，其閥體采用箱體結構，啟閉體（閥芯）為錐形橡膠閥芯。礦漿進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 新型閥門結構設計與應用

新型礦漿輸送管道閥門為箱體式結構，主要由進口管道短節、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、閥座、閥芯連接軸套等構成。礦漿從進口管道短節進入閥體時，通過旋轉手輪來控制閥桿和閥芯一起上升或下降，閥芯與進口管道短節一端上的閥座接觸，閥芯上下移動實現開閉，控制礦漿流動并進行流量調節。礦漿流入閥體內后，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，再經出口管道短節流入主放礦管道內，從而完成和實現了閥門開閉及流量大小地控制。檢修時，只需松開固定閥體上蓋的螺栓，打開閥體上蓋進行檢查或檢修保養即可［5］。新型礦漿輸送管道閥門結構見圖1。

新型礦漿輸送管道閥門整體結構設計及制作方法如下。

（1）閥體為長方型箱體式結構設計，采用10 mm厚鋼板焊制，閥體上蓋用螺栓連接在閥體頂面。

（2）進口管道短節焊接在閥體一端側面底部的中間位置，進口管道短節長度的二分之一深入到閥體內，深入到閥體內部分進口管道短節的端口為斜形管口，斜形管口斜口方向朝上，與進口管道短節底面夾角為60°；閥座為鋼制環形圓盤，焊接在進口管道短節深入閥體內一端的斜形管口上。

（3）出口管道短節相對應進口管道短節焊接在閥體的另一端側面底部中間位置，進口管道短節和出口管道短節一端分別通過進口法蘭和出口法蘭安裝在主放礦管道上。

（4）閥芯為圓錐形結構設計，閥芯底部的直徑尺寸大于進口管道短節上閥座的直徑尺寸，閥芯內部有鋼結構支撐，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上方的閥體側面上，閥桿的另一端穿過密封軸套固定在閥桿支架上，閥桿呈傾斜狀態設置在閥體內，使與閥桿連接在一起的閥芯與進口管道短節上的閥座位置相互對應，相互配合，可開啟或關閉。

（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的進口管道短節底面夾角為30°。

（6）新型閥門的閥體內壁、閥體上蓋、進出口管道短節內外壁、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 實際應用效果

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，實際應用效果明顯，通過調節錐形閥芯與閥座在閥體內的開合程度，可實現對礦漿流量地控制。礦漿進入閥體內先沖刷在閥芯及閥體內壁上，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，每年可節約閥門更換及維修成本10萬元以上。

3 結 語

欒川龍宇鉬業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，研究和設計了一種箱體式結構的新型閥門。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構設計合理、成本低、操作方便、易于維修等特點，具有良好的實用性。通過日常定期檢查維護，該新型閥門能長久重復使用，節約大量維修及人工成本，具有一定的推廣及應用價值。