CN102644764A - 一种大口径柱塞式快速切断换向阀 - Google Patents

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杨彬
王国强
宋富强
马英俊
李振合
白海亮
李博
高苏曲
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Abstract

一种大口径柱塞式快速切断换向阀，属于换向阀技术领域。包括汽缸、阀杆、阀杆保护套、滑套、球头、球座、阀板、密封装置、阀座、压板、电磁阀、气源三联件、换向阀阀体；换向阀阀体上设置有执行元件气缸，气缸安装在换向阀阀体顶部，气缸活塞杆头部与阀杆连接；阀杆设置阀杆保护套，阀杆保护套端部设置滑套，阀杆端部设置球头；阀板上设置球座，阀座设置密封装置采用压板固定；电磁阀和气源三联件均连接在汽缸进气口管路上。优点在于，换向阀处理能力大、结构紧凑、性能稳定、装卸方便可靠、接触面密封效果好、工作稳定、控制简便、易于装卸、驱动介质普遍、驱动压力低、配合其它控制系统实现自动化运行、操作维护方便、工作领域广泛。

Description

一种大口径柱塞式快速切断换向阀
技术领域
本发明属于换向阀技术领域，特别是提供了一种大口径柱塞式快速切断换向阀。
背景技术
随着社会环保意识和节能降耗要求的提高，很多行业对于高温烟气的利用不断得到扩展。回收高温烟气回收采用蓄热式燃烧方法，蓄热式燃烧方法是一项巨大节能和环保双重功效的新型燃烧技术，广泛用于钢铁，机械，建材，石化，有色金属冶炼等行业的各种加热炉，热风炉，热处理炉，裂解炉，烘烤器，溶化炉，均热炉，油气锅炉等炉窑中，该技术是通过换向装置使两个蓄热式交替吸热放热，最大限制地回收烟气的热量，再把炉内的助燃空气和煤气加热到1000℃以上，即使低热值的劣质燃烧也能实现稳定着火和高效燃烧，可节省燃料达40-70℃。蓄热式燃烧装置所配套快速切断换向阀，随着设备大型化的发展，需要一种大口径柱塞式快速切断换向阀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大口径柱塞式快速切断换向阀，实现了处理能力大、换向动作到位时间短、密封性能好、泄漏量小、维护方便、使用寿命长。而且可以进行2台组合形成二位四通换向阀，提高设备的使用范围。
本发明的包括汽缸1、阀杆2、阀杆保护套3、滑套4、球头5、球座6、阀板7、密封装置8、阀座9、压板10、电磁阀11、气源三联件12、换向阀阀体13。换向阀阀体13上设置有执行元件气缸1，气缸1安装在换向阀阀体13顶部，气缸1活塞杆头部与阀杆2连接；阀杆2设置阀杆保护套3，阀杆保护套3端部设置滑套4，阀杆(2)端部设置球头5；阀板7上设置球座6，阀座9设置密封装置8采用压板10固定；电磁阀11和气源三联件12均连接在汽缸进气口管路上，其中电磁阀起控制作用即控制气源的关闭或开启，气源三联件对压缩空气进行二次处理。
1)换向阀阀体——换向阀阀体采用钢板焊接结构，刚度好，耐负压-6000Pa，流动阻力≤300Pa，阀体上设置检查孔1处，检修门1处。
2)阀杆——阀杆采用45#优质钢并经调质处理、表面镀铬处理，阀杆设置保护套避免污物对阀杆的侵蚀。
3)阀板——阀板外圈部位采用不锈钢高刚度结构材料1Cr18Ni9Ti，其他部位使用普通结构钢Q235-A。阀杆与阀板之间采用球铰接连接方式，具有自动找正功能，保证换向阀的密封性能泄漏率小于0.5％。活铰接球头使用马氏体不锈钢制作，提高球头使用寿命。
4)阀座——阀座采用42CrMo的优质钢，表面硬化处理。阀座光滑坚硬的表面，保证了阀座与密封装置的紧密接触。密封装置采用压板固定在阀座上，与阀座密合后形成线状(窄带状)密封线，具有所需预紧力小、密封圈比压力高、密封可靠的特点，且密封圈固定牢固，易拆卸和安装。
5)动作气缸——气缸采用直行程快速启闭气缸，高压力、四氟密封环、无油、高速汽缸、气缸输出扭矩大，配置可调节流孔式缓冲装置结构，可以调节阀板即将到位时，将阀板的速度降低，减小阀板对阀座的撞击，增加整体设备的使用寿命。
动作气缸与阀杆之间采用销轴连接，增加设备和阀杆的互换性，维修方便。动作气缸使用压缩空气为动力，配备二次气源净化处理原件，采用电磁阀控制，气缸动作灵敏。
换向阀通径为DN1800，处理能力达到10万Nm3/h，阀板动作到位时间在5s以内。设计是满足换向阀流量的前提下最大限度的控制阀门的总体高度和总量。
该换向阀采用单阀板+上下密封形式，并且根据阀门的使用要求可以两两组合形成二位四通阀，增加设计的使用范围。
换向阀采用单阀板+上下密封形式结构。通过控制气缸的行程来保证阀板7与流通口之间的流通面积达到通径为DN1800的流量。换向阀在以压缩空气为动力源的气缸1控制下进行上下移动，换向阀进行换向时，阀板7动作到位时间小于5s，往复周期为45～120s。阀杆2与阀板7之间采用球铰接连接形式，具有自动找正功能，保证阀板7与阀座9之间的密封，控制泄漏量小于0.5％。
通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点：换向阀处理能力大、结构紧凑、性能稳定、接触面密封效果好、工作稳定、控制简便、易于装卸、驱动介质普遍、驱动压力低、配合其他控制系统实现自动化运行、操作维护方便、可满足在比较恶劣的环境中使用、工作领域广泛。
附图说明
图1为本发明结构外形示意图。其中，汽缸1、阀杆2、阀杆保护套3、滑套4、球头5、球座6、阀板7、密封装置8、阀座9、压板10、电磁阀11、气源三联件12、换向阀阀体13。
图2为本发明密封结构示意图。其中，密封装置8、压板10。
图3为本发明球铰接剖面图。其中，球头5、球座6。
图4为本发明阀板示意图。
图5为本发明二位四通阀结构示意图。
具体实施方式
图1～图5为本发明的一种具体实施方式。
本发明的包括汽缸1、阀杆2、阀杆保护套3、滑套4、球头5、球座6、阀板7、密封装置8、阀座9、压板10、电磁阀11、气源三联件12、换向阀阀体13。换向阀阀体13上设置有执行元件气缸1，气缸1安装在换向阀阀体13顶部，气缸1活塞杆头部与阀杆2连接；阀杆2设置阀杆保护套3，阀杆保护套3端部设置滑套4，阀杆(2)端部设置球头5；阀板7上设置球座6，阀座9设置密封装置8采用压板10固定；电磁阀11和气源三联件12均连接在汽缸进气口管路上，其中电磁阀起控制作用即控制气源的关闭或开启，气源三联件对压缩空气进行二次处理。
在换向阀上设置气缸1，气缸1采用可调节流孔式缓冲装置，减小阀板7到位时的惯性力对于阀座10的撞击。气缸1由经过气源三联件二次处理的压缩空气，通过电磁阀11控制使气缸1根据设定的周期进行上下往复移动。气缸1将压缩空气的压力能转化为机械能，带动阀杆2进行上下移动，阀杆保护套3采用伸缩结构，根据阀杆2的伸出和收缩，阀杆保护套4相应的伸缩，阀杆2经过球铰接与阀板7连接，阀板7随着阀杆2的运动进行上下移动，形成与上下阀座9之间密封并进行换向。阀板7与阀杆2的球铰接结构使得阀板7具有自动找正功能，使得阀板7与阀座9之间的密封装置与阀板7之间接触面积达到最大，保证换向阀在换向过程中的密封性，保证最大泄漏率0.5％。
换向阀设置5个进出气口(分别为A1、A2，B1、B2和C1如图1)，根据换向阀的使用要求不同可以根据具体使用进行调整阀门的进、出气口。将另外的口采用盲板法兰+密封垫的形式进行封堵。另外2台换向阀可以连接在一起形成二位四通阀，二位四通阀设置6个进出气口(分别为A1、A2，B1、B2和C1、C2如图5)，提高换向阀的使用功能。可以在2台主设备之间进行换向传热等功能。
本发明的工作过程如下：
(1)以图1所示位置进行阐述换向阀的工作过程，气体由C2口进入换向阀腔内，根据实际的连接形式气体从A1或A2口排出(从其中一个口排出时另一个口进行封堵)。到达指定的换向周期时，通过气源三联件12处理的压缩空气，在电磁阀11的控制下，气缸1活塞下端在压缩空气的推力下，气缸1带动阀杆2向上移动，使得阀板7与上阀座结合形成密封，形成一次换向，此时气体从B1或B2口排出(从其中一个口排出时另一个口进行封堵)。根据设定的周期进行往复移动，完成换向工作。
(2)以图1和图5结合进行阐述二位四通阀的工作工程，形成二位四通阀时，图5中2台换向阀阀板的位置相反，即当左面的换向阀阀板7与下阀座结合，则右面的换向阀阀板7与上阀座结合。以此形式为例进行阐述。气体从A1或A2(其中一个为进气口时，另外一个进行封堵)进入二位四通阀从C1口排出进入换热设备，达到换热值后气体从C2经过B1或B2口排出。反之左面的换向阀阀板7与上阀座结合，则右面的换向阀阀板7与下阀座结合。气体从A1或A2(其中一个为进气口时，另外一个进行封堵)进入二位四通阀从C2口排出进入换热设备，达到换热值后气体从C1口经过B1或B2口排出。

Claims (10)

1.一种大口径柱塞式快速切断换向阀，其特征在于：包括汽缸、阀杆、阀杆保护套、滑套、球头、球座、阀板、密封装置、阀座、压板、电磁阀、气源三联件、换向阀阀体；换向阀阀体(13)上设置有执行元件气缸(1)，气缸(1)安装在换向阀阀体(13)顶部，气缸(1)活塞杆头部与阀杆(2)连接；阀杆(2)设置阀杆保护套(3)，阀杆保护套(3)端部设置滑套(4)，阀杆(2)端部设置球头(5)；阀板(7)上设置球座(6)，阀座(9)设置密封装置(8)采用压板(10)固定；电磁阀(11)和气源三联件(12)均连接在汽缸进气口管路上，其中电磁阀起控制作用，即控制气源的关闭或开启，气源三联件对压缩空气进行二次处理。
2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，换向阀阀体(13)与汽缸(1)之间采用螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，汽缸(1)活塞杆与阀杆(2)之间采用销轴连接。
4.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，阀杆(2)与阀板(7)之间采用球铰接连接。
5.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，球座(6)分上、下半球与阀板(7)之间采用螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，阀座(9)与阀体(13)之间采用焊接方式连接。
7.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，阀座(9)与氟橡胶密封带之间采用螺栓压板形式连接。
8.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，阀体(13)具有与外界设备连接的5个进出气口。
9.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，换向阀阀体采用钢板焊接结构，刚度好，耐负压-6000Pa，流动阻力≤300Pa，换向阀阀体上设置检查孔1处，检修门1处。
10.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，阀杆采用45#；钢并经调质处理、表面镀铬处理，阀杆设置保护套避免污物对阀杆的侵蚀；阀板外圈部位采用不锈钢高刚度结构材料1Cr18Ni9Ti；阀座采用42CrMo的优质钢，表面硬化处理。
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