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高温掺合阀

基本信息

  • 申请号 CN00111165.5 
  • 公开号 CN1331391A 
  • 申请日 2000/06/28 
  • 公开日 2002/01/16 
  • 申请人 中国石化集团齐鲁石油化工公司 浙江石化阀门有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 范西四 闵德祥 杨荣水 王春江 葛小平  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 255400山东省淄博市临淄区124信箱 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 淄博科信专利代理有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 孙爱华 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

高温掺合阀,包括阀杆、阀芯,其特征在于:阀芯(12)为空腔式抛物线形,具有耐高温、便于调节高温气体流量、结构简单、能够有效降温、调节灵敏度高等优点。
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权利要求书

1、高温掺合阀,包括阀杆、阀芯,其特征在于:阀芯(12)为空腔式抛物线形。
2、根据权利要求1所述的高温掺合阀,其特征在于:阀杆(7)下端与阀芯(12) 间还设计有散热器(9)。
3、根据权利要求1、2所述的高温掺合阀,其特征在于:阀杆(7)、散热器(9)、 阀芯(12)为同心中空结构,冷却介质导管(8)安装在中空轴线部位。
4、根据权利要求1所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯(12)外表面有耐高温、 耐腐蚀涂层(13)。
5、根据权利要求1、4所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯(12)外表面的耐高 温、耐腐蚀涂层(13)以碳化物或刚玉材料为最佳。
6、根据权利要求3所述的高温掺合阀,其特征在于:冷却介质导管(8)的顶端一 侧与阀杆(7)上的冷却介质入口(6)相连,下端直插入阀芯冷却腔(14)内,阀杆(7) 另一侧设置有冷却介质出口(19)。
7、根据权利要求1所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯冷却腔(14)内有冷却 介质,冷却介质经冷却介质入口(6)、冷却介质导管(8)进入阀芯冷却腔(14)、由冷 却介质返出孔(15)、散热器冷却介质通道(16)、阀杆冷却介质通道(17)、冷却介质 出口(19)排出。
8、根据权利要求1、7所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯冷却腔(14)内的冷 却介质为压缩空气或氮气或水或其他冷流体。
9、根据权利要求1、2所述的高温掺合阀,其特征在于:散热器(9)上的散热片 (10)为整体铸件或轧片式或镶片式或绕片式。
10、根据权利要求1所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯(12)采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温复合材料最佳。
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说明书

高温掺合阀,属高温掺合专用。
高温掺合阀主要用于硫磺回收装置的热傍路工艺上,也可用于其他高温场合。
如用 于硫磺回收装置是将石油化工企业排放的含H2S废气进行处理,生产工业硫磺的环保 装置。
当H2S含量及浓度较高,反应炉燃烧产生1200-1400℃高温气体,一部分气体通 过掺合阀与冷流介质混合,为下游反应提供热源,掺合阀阀芯承受1200-1400℃高温。
目前国内外该类掺合阀,有德国鲁奇公司阀芯材料采用非金属材料或金属材料,阀芯头 部为抛物线形结构;法国MG公司的阀芯头部为钢板弯制的碗形结构:加拿大WYTON 公司的阀芯为平板状结构,平板下面衬有非金属材料,该种结构调节灵敏度差;国内生 产的阀芯为实心球缺形结构,均不能达到在1200-1400℃高温下长期工作的要求、不能 够有效降温、不便于调节高温气体流量。
经《中国专利》检索,目前尚未有达到上述要 求的高温掺合阀。
本发明的目的就在于克服现有技术的不足,提供一种耐高温、便于调节高温气体流 量、结构简单、能够有效降温、调节灵敏度高的高温掺合阀。
本发明的目的是采用如下方式来实现的: 该高温掺合阀,包括阀杆、阀芯,其特征在于:阀芯12为空腔式抛物线形。
本发明的目的还可采用如下方式来实现: 所述的高温掺合阀,其特征在于:阀杆7下端与阀芯12间还设计有散热器9。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀杆7、散热器9、阀芯12为同心中空结构,冷 却介质导管8安装在中空轴线部位。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯12外表面有耐高温、耐腐蚀涂层13。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯12外表面的耐高温、耐腐蚀涂层13以碳化 物或刚玉材料为最佳。
所述的高温掺合阀,其特征在于:冷却介质导管8的顶端一侧与阀杆7上的冷却介 质入口6相连,下端直插入阀芯冷却腔14内,阀杆7另一侧设置有冷却介质出口19。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯冷却腔14内有冷却介质,冷却介质经冷却 介质入口6、冷却介质导管8进入阀芯冷却腔14、由冷却介质返出孔15、散热器冷却 介质通道16、阀杆冷却介质通道17、冷却介质出口19排出。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯冷却腔14内的冷却介质为压缩空气或氮气 或水或其他冷流体。
     所述的高温掺合阀,其特征在于:散热器9上的散热片10为整体铸件或轧片式或 镶片式或绕片式。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯12采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温复合材料 最佳。
所述的高温掺合阀,其特征在于:阀芯12采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温复合材料 最佳。
本发明的高温掺合阀的阀杆7与散热器9通过螺钉18、散热器9与阀芯12通过螺 钉11相连接,也可采用其他紧固件连接。
本发明的高温掺合阀主要发明点是阀芯设计为特殊结构,即阀芯12头部为空腔式 抛物线形,阀杆7下部与阀芯12间还设计有散热器9,阀杆7、散热器9、阀芯12内 设计为同心中空结构,冷却介质导管8安装在中空轴线部位,冷却介质导管8及阀芯冷 却腔14内采用冷流体冷却,阀芯12头部采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温材料制作,外 表面喷涂有耐高温、耐腐蚀涂层13。
通过上述设计,根据传热计算,阀芯12头部通压 缩空气冷却,可降温50-100℃,通过散热片10可降温200-250℃,阀芯12头部喷涂碳 化钨涂层13后,由于温度梯度的改变,可降温100-150℃,通过以上降温措施,预计 可使阀芯12实际温度在1000℃以下,保证高温掺合阀长期安全运行。
另由于阀芯12 头部设计为抛物线形,能有效地增加高温掺合阀的调节灵敏度,且结构简单,特别适合 用于硫磺回收装置的热傍路工艺上,也可用于其他高温场合。
图1是本发明的高温掺合阀整体结构剖示示意图; 图2是本发明的高温掺合阀阀杆阀芯散热器结构剖示示意图。
图1-2是本发明的最佳实施例,其中:1执行机构 2阀杆密封填料 3阀座 4 阀体 5耐火衬里材料 6冷却介质入口 7阀杆 8冷却介质导管 9散热器 10散 热片 11阀芯、散热器紧固件 12阀芯 13耐高温、耐腐蚀涂层 14阀芯冷却腔 15冷却介质返出孔 16散热器冷却介质通道 17阀杆冷却介质通道 18阀杆、散热 器紧固件 19冷却介质出口。
下面结合附图对本发明的高温掺合阀作进一步说明:如图 1-2示:制作一台本发明的高温掺合阀过程如下:经多次实验,阀芯12采用耐高温材 料ZG50Ni28Cr28W5,根据工艺条件不同也可采用其他型号的耐高温材料,本专利采 用ZG50Ni28Cr28W5为最佳,阀芯12加工制作成空腔抛物线形,阀芯冷却腔14约占 阀芯12体积的50%,阀芯12大小根据工艺条件计算确定,阀芯12外表面喷涂碳化物 或刚玉材料涂层13。
散热器9及散热片10整体铸件,材料为奥式体不锈钢,用紧固件 与阀杆7与散热器9通过螺钉18、散热器9与阀芯12通过螺钉11连接,与阀芯12结 合面平整光滑,以利阀芯12部件的散热。
散热片10表面积为阀芯12表面积的10-15 倍,散热片10还可采用轧片式或镶片式或绕片式结构。
冷却介质返出孔15为机加工小 孔。
阀杆7为同心套管结构,内管是冷却介质导管8,直插入阀芯冷却腔14内,内外 管间隙为冷却介质出口通道,冷却介质可以用压缩空气或氮气或水或其他冷流体,随着 阀杆7部件的上下移动,冷却介质与外接管的连接采用软连接。
图2所示的阀芯12、 散热器9、阀杆7制作好后,与图1所示的阀体4和执行机构1连接为一体即可。
本发 明的关键是图2所示的结构设计。
本发明的高温掺合阀经安装在硫磺回收装置制硫炉上 实验检测:在开始点火烘炉时,炉膛温度低于300℃,阀门关闭,通入6m3/h冷风后, 阀芯12温度指示<100℃。
逐渐提高烘炉温度,最高达1150℃,此时,装置进入系统升 温阶段,大量热气流经本高温掺合阀进入系统。
此阶段温度条件最差,冷却风量为 6.5m3/h,阀芯12最高温度指示为713℃。
在装置处理量达到设计负荷时,炉温达到1200 ℃,最高温度为1290℃,此时本高温掺合阀开度为28-30%,阀芯12上升到混合流介质 中,温度急剧下降,阀芯12平均温度为250℃,最高为305℃。
本高温掺合阀的特殊结 构设计有效地保护了阀芯免受高温气流的侵袭。
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