CN102979927A - 大口径旋转式快速开关阀门 - Google Patents

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田原宇
乔英云
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Abstract

本发明提供大口径旋转式快速开关阀门，由锥形进气口、锥形出气口、固定阀板、旋转阀板、中心轴、轴承套、轴承、齿轮圈、紧固螺栓、转动调节器、密封圈、异性孔组成。固定阀板和旋转阀板上在相同位置开有开孔率20％-45％的异性孔，旋转阀板的异性孔周边镶有密封圈；固定阀板通过焊接固定在锥形进气口和锥形出气口，固定阀板中心设置有轴承套和轴承，旋转阀板的中心轴通过轴承与气体进出口的固定阀板形成同轴心连接，旋转阀板的外周固定有齿轮圈；旋转阀板的直径比气体进出口的固定阀板小100-700mm，气体进出口的固定阀板通过外周的紧固螺栓连接在一起，齿轮圈与转动调节器连接。

Description

大口径旋转式快速开关阀门
1.技术领域
本发明提供大口径旋转式快速开关阀门，属于化工分离领域。
2.背景技术
吸附工艺广泛应用于化工、医药、食品、轻工、环保等行业，快速开关阀门(程控阀)是变压吸附装置完成工艺过程的重要部件，也是装置实现正常运行、可靠工作的关键设备。由于变压吸附装置的特殊性，需要大量的程控阀频繁动作，因此，程控阀的性能指标和要求均较一般阀门高得多，除了应具有良好的密闭性能、快速的启闭速度和调节能力外，还必须能在频繁动作下，长期可靠运行。目前常用的快速开关阀门主要有液动密封比压自调球阀、高性能程控平板阀、双偏心自补偿式蝶阀和三偏心蝶阀等。程控蝶阀的口径也是制约装置规模扩大的主要因素，由于VPSA制氧装置必须要求程控蝶阀不仅要有高密封性能，同时要求开关速度很快(小于2秒)，一般小口径的气动蝶阀容易满足此要求，但是若口径较大(大于DN600)的程控蝶阀，一般的气动阀门很难满足VPSA制氧工艺要求，往往造成装置在程控阀门上的故障率成倍增加，而且大口径的双偏心蝶阀，其软密封性能也很难在高频率的开关过程中长期得到保证，大口径快速开关程控阀成为目前制约国内外大型变压吸附制氧装置发展所面临的主要技术难题。
目前国内外快速开关程控阀均是通过控制垂直于气流方向的阀杆转动实现进气的开关，随着程控阀的通径大于1500mm，阀门的开关时间很难保证程控阀小于2秒的要求，阀板转动惯性对密封的损坏也大大加剧，开发开关时间小于1秒，通径大于1500mm的高效安全程控阀成为变压吸附装置大型化的瓶颈和关键。
3.发明内容
本发明的目的就是为了克服现有变压吸附程控阀存在的不足而提出一种大口径旋转式快速开关阀门，通过将旋转轴由垂直方向调整为顺流水平方向，利用中间阀板小角度快速旋转形成异性孔的重合与错位实现超大口径阀门的1秒内的开关，消除了制约变压吸附装置大型化的程控阀瓶颈。
本发明的技术方案：
大口径旋转式快速开关阀门，由锥形进气口、锥形出气口、固定阀板、旋转阀板、中心轴、轴承套、轴承、齿轮圈、紧固螺栓、转动调节器、密封圈、异性孔组成。固定阀板和旋转阀板上在相同位置开有开孔率20％-45％的异性孔，异性孔周边设有密封圈；固定阀板通过焊接固定在锥形进气口和锥形出气口，固定阀板中心设置有轴承套和轴承，旋转阀板的中心轴通过轴承与气体进出口的固定阀板形成同轴心连接，旋转阀板的外周固定有齿轮圈；旋转阀板的直径比气体进出口的固定阀板小100-700mm，气体进出口的固定阀板通过外周的紧固螺栓连接在一起，齿轮圈与转动调节器连接。
固定阀板和旋转阀板沿圆周等弧长开有弧度1°-90°扇环形孔，两扇环形孔之间的扇环性板的弧度比扇环形孔大0°-25°，扇环形孔沿半径方向通过环形加强筋板可分为1-100段。
密封圈可以设在进出口固定阀板与旋转阀板接触的异性孔周边，也可以设在旋转阀板正反面的异性孔周边。
轴承为滚动轴承、滑动轴承或磁悬浮轴承，最佳选择为磁悬浮轴承。
转动调节器的驱动方式为气动驱动、液动驱动和电动驱动，最佳选择为电动驱动。
本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。
4.附图说明
附图1为本发明的结构示意正视图，附图2为阀板布孔图。
附图的图面设明如下：
1.锥形进气口、2.锥形出气口、3.固定阀板、4.旋转阀板、5.中心轴、6.轴承套、7.轴承、8.齿轮圈、9.紧固螺栓、10.转动调节器、11.密封圈、12.异性孔。
下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。
5.具体实施方式
实施例，大口径旋转式快速开关阀门，由锥形进气口(1)、锥形出气口(2)、固定阀板(3)、旋转阀板(4)、中心轴(5)、轴承套(6)、轴承(7)、齿轮圈(8)、紧固螺栓(9)、转动调节器(10)、密封圈(11)、异性孔(12)组成。固定阀板(3)和旋转阀板(4)上在相同位置开有开孔率20％-45％的异性孔(12)，异性孔(12)周边设有密封圈(11)；固定阀板(3)通过焊接固定在锥形进气口(1)和锥形出气口(2)，固定阀板(3)中心设置有轴承套(6)和轴承(7)，旋转阀板(4)的中心轴(5)通过轴承(7)与气体进出口的固定阀板(3)形成同轴心连接，旋转阀板(4)的外周固定有齿轮圈(8)；旋转阀板(4)的直径比气体进出口的固定阀板(3)小100-700mm，气体进出口的固定阀板(3)通过外周的紧固螺栓(9)连接在一起，齿轮圈(8)与转动调节器(10)连接。
固定阀板(3)和旋转阀板(4)沿圆周等弧长开有弧度1°-90°扇环形孔，两扇环形孔之间的扇环性板的弧度比扇环形孔大0°-25°，扇环形孔沿半径方向通过环形加强筋板可分为1-100段。
密封圈(11)可以设在进出口固定阀板(3)与旋转阀板(4)接触的异性孔(12)周边，也可以设在旋转阀板(4)正反面的异性孔(12)周边。
轴承(7)为滚动轴承、滑动轴承或磁悬浮轴承，最佳选择为磁悬浮轴承。
转动调节器(10)的驱动方式为气动驱动、液动驱动和电动驱动，最佳选择为电动驱动。
具体运行时，空气从锥形进气口(1)进入，进出口的固定阀板(3)与旋转阀板(4)的异性孔(12)重合，气体通过固定阀板(3)和旋转阀板(4)流出锥形出气口(2)。按照一定时间程序控制，转动调节器(10)驱动齿轮圈(8)，旋转阀板(4)旋转过一定角度，进出口的固定阀板(3)与旋转阀板(4)的异性孔(12)完全错位，形成密封，快速切断空气流通。只要设定好时间程控，旋转阀板(4)按时同方向旋转，就实现了大口径旋转式快速开关阀门在1秒内程控开关，密封圈受力均匀，磨损程度轻，保证了快速开关阀门的长周期安全运行。
本发明所提供的大口径旋转式快速开关阀门，通过将旋转轴由垂直方向调整为顺流水平方向，利用中间阀板小角度快速旋转形成异性孔的重合与错位实现超大口径阀门的1秒内的开关，消除了制约变压吸附装置大型化的程控阀瓶颈，实现了大口径旋转式快速开关阀门动作寿命长，要求至少启闭30万次以上无内泄漏和外泄漏；启闭速度快，其启闭时间小于1秒，不随阀门通径的不同而变化；有双向流通特性和调节功能；阀门内、外密封要求在动作100万次以后能够满足ANSIB16.104密封要求；具有阀位状态现场指示和远程传送信号，其动作寿命与程控阀相当，并满足II区防爆要求。

Claims (5)

1.大口径旋转式快速开关阀门，由锥形进气口、锥形出气口、固定阀板、旋转阀板、中心轴、轴承套、轴承、齿轮圈、紧固螺栓、转动调节器、密封圈、异性孔组成，其特征在于固定阀板和旋转阀板上在相同位置开有开孔率20％-45％的异性孔，异性孔周边设有密封圈；固定阀板通过焊接固定在锥形进气口和锥形出气口，固定阀板中心设置有轴承套和轴承，旋转阀板的中心轴通过轴承与气体进出口的固定阀板形成同轴心连接，旋转阀板的外周固定有齿轮圈；旋转阀板的直径比气体进出口的固定阀板小100-700mm，气体进出口的固定阀板通过外周的紧固螺栓连接在一起，齿轮圈与转动调节器连接。
2.根据权利要求1所提述的大口径旋转式快速开关阀门，其特征在于固定阀板和旋转阀板沿圆周等弧长开有弧度1°-90°扇环形孔，两扇环形孔之间的扇环性板的弧度比扇环形孔大0°-25°，扇环形孔沿半径方向通过环形加强筋板可分为1-100段。
3.根据权利要求1所提述的大口径旋转式快速开关阀门，其特征在于密封圈可以设在进出口固定阀板与旋转阀板接触的异性孔周边，也可以设在旋转阀板正反面的异性孔周边。
4.根据权利要求1所提述的大口径旋转式快速开关阀门，其特征在于轴承为滚动轴承、滑动轴承或磁悬浮轴承，最佳选择为磁悬浮轴承。
5.根据权利要求1所提述的大口径旋转式快速开关阀门，其特征在于转动调节器的驱动方式为气动驱动、液动驱动和电动驱动，最佳选择为电动驱动。
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