CN102506193B - 一种聚醚醚酮熔体过滤换向阀 - Google Patents

Abstract

一种聚醚醚酮熔体过滤换向阀，属于有机高分子化学工程领域。包括阀体、接管螺栓口、物料流通管等，阀体、阀盖通过阀盖螺栓连接，且阀盖与阀芯之间安装有垫片；接管螺栓口将换向阀与管路连接；测温孔通过其测温探头控制温度，使冷却水由冷却水入口流入，由冷却水出口流出，循环水管路通过冷却水室紧固螺栓紧固连接；螺旋上升阀芯段通过其红外测温枪检测其下端表面温度并调节水速；手柄通过金属垫片、手柄紧固螺栓与阀芯紧固连接；阀芯通过手柄控制物料流通管同造粒物料出口、过滤物料出口的接通和封闭。该过滤换向阀操作简单，造价较低，成功的解决了高温高压时的聚醚醚酮熔体物料换向问题，从而延长了过滤网的使用时间，降低了生产成本。

Description

一种聚醚醚酮熔体过滤换向阀

技术领域

本发明属于有机高分子化学工程领域，特别是涉及到一种聚醚化合物熔体的过滤换向阀装置。

背景技术

现有技术中聚醚醚酮是近些年来开发出的一种机械强度、热稳定性十分优良的先进高分子材料。在聚醚醚酮合成过程中由于氧化等原因，会产生粒度不等的胶体，同时其原料精制过程也会带入一些灰尘等杂质。这些杂质虽然很细小，但当应用于高科技领域时，尤其是航空、航天、医疗、军事等精细度标准要求较高的技术范畴，对其使用受到了一定程度的限制，因此除掉一定粒度的固体杂质是生产高端聚醚醚酮产品的必要工序。

本发明人曾长时间参加过聚醚醚酮的生产工作，并且参考了普通高聚物过滤设备、过滤的方法，较为成功的建立了一套聚醚醚酮挤出过滤装置，实现了聚醚醚酮的连续过滤生产。其工艺基本与图3(除换向阀以外)相同。但在生产过程中才发现，过滤网使用的时间较短，生产成本过于高，尤其是在停车十几个小时以后再开车，前一次停留在管路中的物料须经过几个小时才能够熔融，且在熔融过程中有少许物料已经出现了碳化的现象。如果加过滤网过滤，由于过滤精度高，换网时间反而变得更加的短暂，不然就会由于网前压力过高开不起来车。在不加过滤网的时候，使用物料硬性冲顶，由于熔体聚醚醚酮粘度较大，处理的时间相对较长，物料浪费的更多。最后决定采用物料换向方式来解决此问题，即在熔体泵与换网器之间加一个物料换向装置。当新开车时，物料含杂质较多，不让其经过换网器直接从另一口将物料排出，并经挤出机头造粒，此物料作为一般物料处理。一段时间后改变物料的流向，使其经过过滤网，截除前几分钟物料，此后就可以作为成熟的高端产品了。

理论上和试验中证明是可行的，要进行实际生产就必须找厂家，经过相关的技术咨询和现场调研，现有的厂家中没有能够制造生产出耐压40Mpa、温度为400℃三通阀的能力，现有技术并不支持以上的技术方案。在能够提供部分技术支持的厂家中可采用的设备是如图4所示的换向装置。此装置与换网器原理相同，不同的是物料始终有一个流通管路，即开车后的前一段时间，物料从造粒口流出，待杂质基本排除后，再由液压装置推动滑板，接通过滤管路，将物料进行过滤。此装置虽然可以解决物料换向的问题，但是结构变得相当复杂，安装了滑动板及液压装置后，使得装置整体占用空间较大，造价也随之提的较高，因此使用起来很不方便。现有技术中急需一种解决高温高压时熔体物料换向问题的低成本过滤换向阀装置。

发明内容

基于以上状态，为解决实际生产之急需，我们特设计、加工了此发明的聚醚醚酮熔体过滤换向阀。

一种聚醚醚酮熔体过滤换向阀，其特征是：包括阀体1、接管螺栓口2、物料流通管3、测温孔4、阀盖6、冷却水出口7、螺旋上升阀芯段8、手柄10、手柄紧固螺栓11、冷却水入口12、冷却水室紧固螺栓13、阀芯15、造粒物料出口16、过滤物料出口17，所述的阀体1、阀盖6通过阀盖螺栓5连接，且阀盖6与阀芯15之间安装有垫片14；所述的接管螺栓口2将换向阀与管路连接；所述的测温孔4通过其测温探头控制温度，使冷却水由冷却水入口12流入，由冷却水出口7流出，循环水管路通过冷却水室紧固螺栓13紧固连接；所述的螺旋上升阀芯段8通过其红外测温枪检测其下端表面温度并调节水速；所述的手柄10通过金属垫片9、手柄紧固螺栓11与阀芯15紧固连接；所述的阀芯15通过手柄10控制物料流通管3同造粒物料出口16、过滤物料出口17的接通和封闭；所述的垫片14的材质为石棉。

有益效果：制作此换向阀的材质选取要严格，采用A1A合金钢，并经高温渗碳等处理。一方面保证高温时阀芯能转动，另一方面要确保材质对物料无污染。经过投放聚醚醚酮熔体料试验生产运行试车，阀盖上端设有循环水冷却室，防止物料从阀杆与阀盖之间的间隙有物料渗漏。因此过滤换向阀不会漏料，该过滤换向阀操作简单，造价较低，成功的解决了高温高压时的聚醚醚酮熔体物料换向问题，从而延长了过滤网的使用时间，降低了生产成本。同时对其他高温、高压过程中的有机熔体物料换向具有一定的适用性。

附图说明

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1为本发明聚醚醚酮熔体过滤换向阀的主视图。

图2为本发明聚醚醚酮熔体过滤换向阀的俯视图。

图3为现有技术中聚醚酮过滤装置的构成图。

图4为现有技术中熔体过滤换向装置图。

图中1-阀体、2-接管螺栓口、3-物料流通管、4-测温孔、5-阀盖螺栓、6-阀盖、7-冷却水出口、8-螺旋上升阀芯段、9-金属垫片、10-手柄、11-手柄紧固螺栓、12-冷却水入口、13-冷却水室紧固螺栓、14-垫片、15-阀芯、16-造粒物料出口、17-过滤物料出口。

具体实施方式

本发明的原理是三通阀的制作原理。由于物料温度较高达到375℃，压力较大达到40MPa，因此制作此换向阀的材质选取要求严格，采用了A1A合金钢，并经高温渗碳等处理。一方面保证高温时阀芯能转动；另一方面要确保材质对物料无污染。根据生产需要，结合三通阀原理，设计了图1的换向阀。其中重点环节有几点：1)阀体1的下端是一体的，防止高压时有物料渗漏。阀体1的下端设有电加热保温板，一旦有物料渗出，就会产生烟气，污染操作环境及危害操作人员的身体健康，同时也有可能污染过滤后的物料，因此要绝对避免物料渗出。2)阀盖6的上端设有循环水冷却室，防止物料从阀杆与阀盖之间的间隙有物料渗漏。为避免与阀体1的下端加热保温相矛盾，阀盖6的上部相对长一些。3)由于使用中换向并不频繁，采用直杆手柄。考虑阀芯15与阀体1的间隙较小，且处于高温状况，阀芯15旋转阻力会较大，因此手柄10要粗一些，长度要大一点，必要时还可加套管转动。4)、为防止阀芯15上下串动，阀体1中流道不同心，阀芯15与阀盖6之间设有石棉垫片。此垫片除阻止阀芯15上下串动外，还不妨碍阀盖6的紧固，确保阀盖6与阀体之1之间不漏料。阀体1与管路采用法兰及高强螺栓连接，连接部位无任何垫片，完全靠精细加工阻止物料外泄。另外，物料通入初期，使用电加热板将阀体1加热到375℃，然后通入物料。

经过加工制作、安装后，在无物料通入情况下，将阀体1加热到400℃，旋转手柄10，阀芯15相对较紧。冷却，取下阀芯15，做进一步表面处理，确保375℃及有物料通过时阀芯15能够转动。经投料试车，此阀不漏料，操作简单，造价又低，成功解决了聚醚醚酮生产过滤的物料换向问题。

设备运转前，要对阀体1、阀盖6的下部加温，通过在测温孔4的测温探头将温度控制在375±5℃，并在此时，打开冷却水，使冷却水由冷却水入口12流入，由冷却水出口7流出，并由红外测温枪检测螺旋上升阀芯段8的下端表面温度，调节水速，保证此处的温度不高于250℃(250℃后，物料变软)。

此时，经挤出机加热挤出的物料从物料流通管3进入过滤换向阀后，当换向阀出口对准造粒物料出口16时，此时，过滤物料出口17被堵死，物料不能通过此口。经过造粒物料出口流出的物料直接由机头造粒，并作为一般产品处理。一段时间后，管路中物料杂质相对较少，旋转手柄10，使阀芯15对准造粒物料出口16被堵死，物料由过滤物料出口17流出，再经其后的精密过滤网过滤，造粒，作为高纯产品。

换向阀组装时通过阀盖螺栓5将阀体1与阀盖6紧密连接起来，并由石棉垫片14的厚度掌控阀芯15上下松动程度，换向阀安装时通过接管螺栓口2将阀与管路连接。循环水管路漏水与否可通过冷却水室紧固螺栓13的调整。手柄10可由金属垫片9及手柄紧固螺栓11调整。

Claims (2)

1.一种聚醚醚酮熔体过滤换向阀，其特征是：包括阀体（1）、接管螺栓口（2）、物料流通管（3）、测温孔（4）、阀盖（6）、冷却水出口（7）、手柄（10）、手柄紧固螺栓（11）、冷却水入口（12）、冷却水室紧固螺栓（13）、阀芯（15）、造粒物料出口（16）、过滤物料出口（17），其中阀芯（15）包括螺旋上升阀芯段(8)；所述的阀体（1）、阀盖（6）通过阀盖螺栓（5）连接，且阀盖（6）与阀芯（15）之间安装有垫片（14）；所述的接管螺栓口（2）将换向阀与管路连接；所述的测温孔（4）通过其测温探头控制温度，使冷却水由冷却水入口（12）流入，由冷却水出口（7）流出，循环水管路通过冷却水室紧固螺栓（13）紧固连接；所述的螺旋上升阀芯段（8）通过其红外测温枪检测其下端表面温度并调节水速；所述的手柄（10）通过金属垫片（9）、手柄紧固螺栓（11）与阀芯（15）紧固连接；所述的阀芯（15）通过手柄（10）控制物料流通管（3）同造粒物料出口（16）、过滤物料出口（17）的接通和封闭。

2.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮熔体过滤换向阀，其特征是：所述的垫片（14）的材质为石棉。

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