背景技术
[0001] 闸阀通常在适用于泥浆的
管道系统中使用，例如在疏浚和采矿业中。该阀典型地由闸板形成，该闸板由实心板制成，闸板中具有通道以起到浆料可以流过的开口的作用。闸阀典型地是滑动闸阀，并且可选地是旋转闸阀。
[0002] 可选地，闸板位于两个板之间，其可以承受预张紧，并且可以通过
液压缸或电动缸进行操作以滑动或旋转。例如，可以使用
螺栓和
弹簧进行预张紧，并且预张紧导致板和闸板被压在一起，使得防止淤泥和沙子进入壳体。
[0003] 流动中的淤泥和其它颗粒在使用期间会滞留在闸阀壳体中，这会导致滑动机构发生故障，使得当阀打开时，滑动机构将会不再滑动或旋转和/或在静态部件与运动部件之间发生
泄漏。淤泥和颗粒在阀处于关闭
位置时被捕获在预张紧的板之间，从而使阀旋转或滑动变得困难或不可能。典型地，这种情况是利用昂贵的冲洗系统解决的，该冲洗系统可以冲洗掉闸阀壳体以及滑动或旋转的部件内的淤泥。
[0004] US4911410示出了剪切型闸阀，该闸阀具有硬质耐磨材料的套筒，该套筒在穿过闸板的开口中，并且在座环中与硬质耐磨材料的插入环共同作用，以剪断穿过阀和闸板的丝线或管状构构件，套筒和插入环与闸板和座环组装在一起，以在其上提供足够的压缩预张紧
力，使得它们不承受拉力
载荷，这避免了对套筒和插入环造成碎裂、断裂或其它损坏。优选地，套筒和插入环是
碳化钨的。
[0005] US5501424示出了一种用于控制
流体流动的闸阀组件，该闸阀组件设有丝线切割插入件，所述丝线切割插入件松散地装配在闸板开口和至少一个
阀座中的一个或两者中。每个插入件的长度均禁止其延伸超出将该插入件接纳于其中的开口，使得闸板与相邻阀座之间的
接触面形成连续的密封，并且插入件仅起到丝线切割功能的作用，从而消除了丝线切割损坏密封表面的可能性。
[0006] 因此，US4911410和US5501424中的每一个都涉及剪切或切割丝线。
发明内容
[0007] 根据本发明的第一方面，一种闸阀包括：第一板，该第一板具有第一开口；第二板，该第二板具有
定位成与第一板相对的第二开口，使得第一开口与第二开口对准；闸板，该闸板具有定位在第一板和第二板之间的闸板开口，并且可从关闭位置和打开位置运动，在关闭位置中，闸板阻挡通过第一开口和第二开口的流动，在打开位置中，闸板开口与第一开口和第二开口对准以允许流动通过阀；以及耐磨环，该耐磨环衬在闸板开口处。
[0008] 这种具有衬在闸板开口处的耐磨环的闸阀可以帮助延长闸板和整个阀的寿命。在疏浚和采矿中的普遍使用使闸阀受到很大的磨损，特别是泥浆所流过的闸板。通过包括衬在闸板开口处的耐磨环，可以是更耐磨的材料的耐磨环替代地受到磨损的影响。这可以延长闸板的寿命，并且当耐磨环已经受到一定程度的磨损时甚至可以允许简单地拆卸和/或替换耐磨环(而不是整个闸板或阀)。
[0009] 根据一种
实施例，耐磨环可替换地固定于闸板。当需要时，这可以允许容易地移除和/或替换。可选地，其中，耐磨环被螺栓连接于闸板或被
焊接至闸板。焊接或螺栓连接确保耐磨环牢固地附连，并且在需要时可以容易地移除和/或替换。
[0010] 根据一实施例，耐磨环是白
铸铁。例如，这可以是 和/或这种材料为耐磨环提供了良好的
耐磨性，以使其正常起作用并延长了闸板和/或闸阀的使用寿命。
[0011] 根据一实施例，闸板和耐磨环是不同的材料。这允许将更耐磨的材料用于耐磨环，并且例如允许将更节省成本和/或更轻的材料用于闸板的受到较少磨损的其它部分。
[0012] 根据一实施例，耐磨环与闸板齐平地安置。这确保了通过闸板的流动不受耐磨环的阻止，并且确保了闸板的
外壳中的正确密封。
[0013] 根据一实施例，耐磨环从第一板延伸至第二板，使得当处于打开位置时，闸板的任何部分都不暴露于流动。这确保了耐磨环是闸板中承受流动的唯一部分，因此也是经受磨损的唯一部分。
[0014] 根据一实施例，闸板是可旋转运动的。这种可旋转运动可以是例如向上关闭以及向下打开。当闸板向下旋转到打开位置时，这种可旋转运动可以帮助促使任何被捕获的颗粒重新进入流动中。
[0015] 根据一实施例，第一板和第二板被预张紧。预张紧可以确保闸板保持对泄漏密封的状态，以不允许任何流量或颗粒落入壳体，从而潜在地抑制闸板和/或阀的运行。可选地，预张紧在第一板和/或第二板的不同位置具有不同量的力。通过在不直接位于密封区域的区域上施加较小的预张紧力，同时保持对密封区域的高预张紧力以减少或消除捕获的泥砂或其它颗粒掉入壳体中，这可以使闸板相对容易地运动。
[0016] 根据一实施例，耐磨环约为5毫米-25毫米厚。例如，厚度范围可以是8毫米–15毫米、10毫米–12毫米。厚度可以取决于预期流过的材料以及关于闸阀的尺寸和使用的其它因素。
[0017] 根据一实施例，该阀还包括绕第一板、第二板和闸板固定的闸板壳体；其中第一板和第二板相对于闸板壳体固定，并且闸板可旋转地固定于闸板壳体。壳体可以帮助保护整个闸板和各部件。
[0018] 根据本发明的另一种方面，一种增强闸阀的方法包括：获得包括具有闸板开口的闸板的闸阀，该闸板可运动地定位在第一板与第二板之间，使得闸板可运动至打开位置和关闭位置，打开位置允许流动通过闸板开口和阀，并且关闭位置阻挡流动通过阀；以及沿着闸板开口的内侧固定耐磨环。这种方法可以形成坚固稳定的闸板，该闸板抵抗来自通过闸板的流动的磨损。
[0019] 根据一实施例，沿着闸板开口的内侧固定耐磨环的步骤包括将耐磨环固定至闸板开口的内侧，使得当闸板处于打开位置时，仅耐磨环暴露于通过闸板的流动。
[0020] 根据一实施例，固定耐磨环的步骤包括将耐磨环螺栓连接、焊接或夹紧至闸板。这样的固定可以在需要时允许容易的移除和/或替换，同时确保在使用期间耐磨环与闸板牢固地保持在一起。
[0021] 根据一实施例，该方法还包括形成耐磨环，使得其可以固定在闸板开口内。
[0022] 根据本发明的另一方面，一种加强用于闸阀的闸板的方法包括：形成耐磨环，使得当闸板处于阀打开位置时，该耐磨环可以固定于并
覆盖于闸板的暴露部分；以及将耐磨环固定至闸板。通过在承受磨损的零件上设置耐磨环，这种方法可以延长闸板和整个闸阀的寿命。耐磨环可以由耐磨损的材料制成，并且在需要时可以容易地替换，而无需替换整个闸板或闸阀。
附图说明
[0023] 以下将参照附图更详细地讨论本发明，在附图中：
[0024] 图1a是闸阀的立体图；
[0025] 图1b是处于关闭位置的图1a的闸阀的立体图，并且出于观察目的而移除了一些外部部件；
[0026] 图1c是处于打开位置的图1b的视图；
[0027] 图1d示出了图1a的闸阀的剖视图；
[0028] 图1e示出了预张紧构件的剖视放大图；
[0029] 图2示出了用于闸阀的耐磨环的立体图；以及
[0030] 图3示出了用于闸阀的闸板的另一种实施例。
具体实施方式
[0031] 图1a是闸阀10的立体图；图1b是处于关闭位置的闸阀10的立体图，其中出于观察的目的，壳体12的一部分和第一板14被移除；图1c示出了处于打开位置的图1b的闸阀10；图1d示出了闸阀10的剖视图，并且图1e示出了预张紧构件的放大剖视图。
[0032] 闸阀10包括壳体12、具有限定有开口的第一密封区域15的第一板14、具有限定有开口的第二密封区域17的第二板16、具有闸板开口19和耐磨环20的闸板18、以及旋
转轴线RA。壳体12包括具有螺栓28和预张紧构件30的前部22、后部24、侧部26。还示出了连接至闸阀10的任一侧的管道32、34。
[0033] 外壳的前部22通过侧部26连接至后部24，并由螺栓28固定。在该实施例中，预张紧构件30是螺栓和/或弹簧，其延伸穿过壳体前部22和/或后部24，以朝向闸板18张紧第一板12和/或第二板14。
[0034] 耐磨环20成形为覆盖围绕开口19的闸板18内径，并且在闸阀10中从第一板14延伸至第 二板1 6。耐磨 环可以 由 诸如白
铸铁 之类的 耐 磨材料 形成 ，例 如和/或 耐磨环20固定于闸板18。耐磨环20典型地是与闸板18不同的材料，尽管在一些实施例中可以是相同的材料，并且厚度典型地在约5毫米至约25毫米的范围内，例如8-15毫米或甚至10-12毫米。连接可以是可释放的，从而可以根据需要移除和替换耐磨环。耐磨环20与闸板的固定可以采用多种形式，例如，将耐磨环20螺栓连接、夹紧或焊接至闸板，以及形成耐磨环20，使得形成紧密的连接并在闸板中保持张紧。
[0035] 第一板14和第二板16固定在壳体12内，使得限定出第一板14和第二板16中的开口的密封区域15、17对准。闸板18可绕
旋转轴线RA在壳体12内旋转，使得当闸阀10处于如图1c所示的打开位置时，开口19与穿过第一板14和第二板16的开口对准。然后，如图1b所示，闸板18旋转至关闭位置，其中闸板18的开口19不与第一板14和第二板16的开口对准。当闸板18处于打开位置时，流动被允许通过第一板14、闸板18和第二板16的开口，以允许从第一管道32至第二管道34的流动。
[0036] 如背景技术中所述的，当闸板18从允许流动的打开位置(图1c)运动至阻止流动的关闭位置(图1b)时，一些流动的材料被捕获在闸板18的开口19中。重要的是要确保材料保持在开口19内并且不会落入壳体12的其它部分中。预张紧系统对此有所帮助，不过预张紧压力越强，闸板18在壳体12中的运动就越困难。另外，通过使用向上运动将闸板带到关闭位置(参见图1b)，向下运动到打开位置帮助确保在闸板18旋转回到打开位置时，在关闭位置期间捕获的所有材料都会重新进入流动。
[0037] 闸阀10通过围绕密封区域15、17施加较大的预张紧力来帮助减少或消除此类被捕获的淤泥、
岩石或其它颗粒落入壳体中，同时通过向第一板14和第二板16的其它区域施加较小的预张紧力来允许闸板18相对容易地运动。如图1d所示，闸阀10的预张紧构件30根据它们相对于第一板14和第二板16的密封区域15、17的位置而被张紧。这由图1d中的力箭头F表示。如在每个位置中的箭头F的相对尺寸所指示的，较高的预张紧力施加在围绕开口的密封区域15、17上。通过在密封区域15、17上施加不同量的预张紧力，闸阀10可以确保在闸板18处于关闭位置时被捕获在闸板18开口19中的任何淤泥不会落入阀壳体12中。当闸
门18从打开位置运动至关闭位置或相反时，特别容易发生这种情况，并且围绕流动区域施加较高的预张紧确保了被捕获在闸板18开口19中的淤泥、岩石或其它材料保持在闸板开口中，直到闸板18返回到打开位置时汇入流动中。在离开口15、17更远的地方具有较小的预张紧力允许闸板18在壳体12中更容易运动，从而允许操作闸阀10所需的力较小。在一些实施例中，可以在密封区域中使用不同的材料以进一步协助密封，同时允许闸板18运动。
[0038] 因为诸如闸阀10之类的闸阀经常在疏浚和采矿业的管道系统中使用，所以由于所
泵送的流体和泥浆的性质，它们经常遭受磨损，这些流体和泥浆通常包括淤泥、岩石和其它磨蚀性材料。当所有泵送材料流过闸板18的开口19时，在该点周围的磨损特别大。当闸板18处于打开位置时，耐磨环20是闸门18的暴露于流动的唯一部分，因此有助于应对输送流体中的磨蚀材料的流动。在某些点，所有阀都会因使用而功能失效。当闸阀10到达这样的点时，耐磨环20允许容易地移除和替换小的部件而不是整个闸板18或阀10。耐磨环20可以部分或全部移除，并且通过将新的耐磨环20固定至闸板18和/或仅用新材料替换耐磨环20的磨损部分来更换。新的耐磨环的固定可以采用多种不同的方式，包括但不限于螺栓连接、夹紧和焊接。
[0039] 包括耐磨环20以及在不同区域中具有不同量的
张力的预张紧系统可以在功能上延长闸阀10的整体寿命，并使对闸阀10的维护更容易。不同
水平的预张紧允许在需要的区域提供较强的
密封性，而在其它区域则具有较小(但足够)的力，以允许闸板18的运动更加容易。耐磨环20改善了闸板18和整个闸阀10的耐磨性，并允许当大部分暴露的零件磨损时作为维护操作的一部分而容易移除和/或替换，而不需要替换整个闸板18和/或闸阀10。此外，闸阀可以帮助避免之前的闸阀遇到淤泥或其它物质落入壳体中时所需的昂贵的冲洗操作。
[0040] 图2示出了用于闸阀10的耐磨环20的立体图。如关于图1a-1d所讨论的，耐磨环20固定至闸板19的开口19的内周，从而当阀10处于打开位置时成为开口18的唯一暴露表面。由此，耐磨环20而不是闸板18是唯一易受磨蚀流体影响并且在流动期间被磨损的部分。然后可以在需要时容易地移除和/或替换耐磨环20，而不必移除所有的板或整个阀。
[0041] 耐磨环20还可以添加到现有的闸阀上，从而延长了现有的闸阀的寿命。耐磨环20可以绕开口的内表面固定，并且其尺寸可以设计成从第一板14延伸至第二板16，使得它是闸板18暴露于通过阀10的流动的唯一部分。以这种方式，耐磨环20还可以帮助延长现有的或
现有技术的闸阀10的工作寿命。
[0042] 图3示出了用于闸阀10的闸板40的另一种实施例。闸板40是具有如图1a-2所述的耐磨环20的摆式阀闸板；摆式阀闸板40以几乎相同的方式操作，不过其可以绕旋转轴线RA沿两个方向旋转。例如，这可以允许闸阀允许或阻挡来自许多不同管道的流动。摆还确保了闸板18能够沿向上的方向运动以关闭，以帮助确保当闸板18由于向下运动和重力而打开时，促使在关闭位置期间捕获的任何颗粒都重新进入流动中。图3的闸板18还包括肋36，以加强闸板18和整个阀。
[0043] 壳体22、阀10的部件和/或预张紧构件30可以在不同的闸阀中采用多种不同的形式，并且图1a-3中所示的那些仅出于示例目的。
[0044] 以上已经参照附图中所示的多个示例性实施例描述了本发明。一些部件或元件的变型和替代实施方式是可能的，并且包括在所附
权利要求所限定的保护范围内。
