CN104854386B - 带有冲洗作用的截流构件 - Google Patents
带有冲洗作用的截流构件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104854386B CN104854386B CN201380065636.8A CN201380065636A CN104854386B CN 104854386 B CN104854386 B CN 104854386B CN 201380065636 A CN201380065636 A CN 201380065636A CN 104854386 B CN104854386 B CN 104854386B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- closure
- idle space
- fluid
- closure elements
- closure member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0605—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor with particular plug arrangements, e.g. particular shape or built-in means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/255—Flow control means, e.g. valves
- B29C48/2552—Flow control means, e.g. valves provided in the feeding, melting, plasticising or pumping zone, e.g. screw, barrel, gear-pump or ram
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/06—Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks
- F16K27/067—Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks with spherical plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/772—Articles characterised by their shape and not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Taps Or Cocks (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Valve Housings (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种截流构件,其具有阀门外壳(1)和封闭元件(2),阀门外壳(1)具有内部、至少一个进口(4)和至少一个出口(5),封闭元件(2)安装在所述内部从而绕轴线可旋转,其中在封闭元件(2)和阀门外壳(1)之间存在用于在进口(4)和出口(5)之间的流体贯穿流动的空置空间,并且在阀门外壳(1)和封闭元件(2)之间在至少一个进口(4)上设置一对密封表面(6、7),其中封闭元件(2)的密封表面(7)通过封闭元件(2)的旋转可枢转并且,在截流构件的锁闭位置,通过以流体密封性的形式压在阀门外壳(1)的密封表面(6)上而堵住进口(4),其中间隙或者空置空间围绕封闭元件(2)设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种截流构件,其用于运输化学不稳定的流体,尤其是处于高压下的高粘性流体,的管道。
背景技术
现有技术已经包含有多个极不相同的截流构件,这些截流构件主要是在封闭状态下适于实现可靠的密封,同时实现简单的操作。在大多数情况下,这通过封闭元件的偏心安装和/或偏心设计而实现。
例如,US 3,552,434 A公开了具有压杆的旋塞阀,所述压杆在封闭状态下将封闭元件压在密封件挤上。由于在封闭状态下或者处于低流通时阻碍在特定区域内的冲洗流动的出口侧的横向开口和在打开位置的小间隙的横截面,使得该装置不适用于高粘性的或者聚合的、热不稳定的流体。
US 3,314,645 A也公开了一种旋塞阀,其中该旋塞阀具有偏心设置的开口。然而,由于在基座和盖子处形成的死空间,以及贯通孔的不适宜的布置形式,该旋塞阀的几何结构也对流动具有不利的影响,使得对于高粘性的介质来说,在产生的“死空间”内出现流体的堆积物或者沉积物。这尤其应用在旋塞阀的局部开口,其中仅仅穿过空置空间的部分发生流动。
FR 1 142 546 A公开了一种阀门,其具有偏心安装的非对称封闭元件,在打开位置围绕该封闭元件发生流动。在这种情况下,密封力一定会通过偏心的安装和恒定的扭矩而施加至密封表面。特别地,对于高压设备来说,这种情况由于较高的力和粘性而会导致困难。此外,更加不利地是,其包括十分复杂的,并因而昂贵的封闭元件的设计。
GB 2 376 056 A公开了一种中央加热的截流阀,其具有封闭元件,围绕该封闭元件在外部发生流动。然而,由于封闭元件的位置和形状以及部分的小间隙或者无间隙的横截面,其不能够实现没有死空间的均匀冲洗。
US 2,803,426 A描述了一种用于含固体媒质的旋塞阀,其中通过偏心密封的封闭元件来实现密封效果。由于不适宜的流动条件,因此不可避免地产生了没有冲洗的死空间。由于所需要的关闭功能,因此也不可能存在用于可靠冲洗间隙的适合的间隙通道。
DE 11 27 853 B和US 4,103,868 A试图以不同的方式获得简单的操作。DE 11 27853 B公开了一种用于高压系统的旋转的或者横向活动的滑块,该高压系统在外壳内具有间隙,用以抵消在截流位置的高压力;然而却不提供从进口通过该间隙到出口的冲洗流动。US 4,103,868 A试图采用特殊形式的封闭元件来使在打开和关闭过程中的液压力最小化。然而,这造成了不明确的流动条件和在封闭元件区域中的死空间。
为了在转换过程中保护密封表面,US 4,542,878 A公开了一种具有底切表面的球阀,其中在每种情况下都在进口处和出口处设置成对的密封表面,使得在打开位置和关闭位置都产生流体被封闭。
在至此所列出公开了截流构件的文献中,在大多数情况下,间隙形成在封闭元件和外壳之间,通常会产生副作用。然而,这些间隙相比可靠的密封是次要的,从而使得在间隙区域内的死空间起不到任何作用也没有引起任何注意。没有一个文献考虑到高粘性和热不稳定的流体,从而使没有死空间的间隙的特定冲洗也似乎是不利的,或者甚至是不必要的。因此,没有一个文献公开了这样的截流构件,其适用于并设计用于运输高粘性和热不稳定流体的管道。
此外,已知这样的球阀,其中设置盲孔用来抵消在在密封元件中死空间内的压力升高,从而使得一旦出现不可承受的高压,密封表面就弹性地提供通道(DE 44 33 985A1)。然而,这种配置形式具有在死空间内不能避免压力升高的缺点。此外,这种配置形式依赖于弹性密封元件,所述弹性密封元件在一些应用(例如,处于高温下,或者具有含催化剂的流体)中不能够使用。
专利说明书US 6,267,353描述了一种截流构件,在这种截流构件中设置有大范围的死空间,意图能够利用流过的流体更方便地冲洗这些死空间。基于流体(尤其是粘性流体),没有按照所希望的那样发生这种情况,并且导致了永久的沉积。
US 2008/0105845 A1和US 2011/0309280 A1描述了球阀,其球形塞在部分打开的位置被冲洗。然而,在完全打开的位置(US 2008/0105845 A1)和关闭的位置(两个专利)形成了封闭的死空间,在死空间内化学不稳定的流体会分解,并且可能由于非常大的压力而导致类似爆炸的反应。因此,建议这些球阀主要与化学稳定的流体一起使用,例如用在食品产业。根据US 2008/0105845 A1设计的球阀的冲洗适用范围受限于部分打开位置的操作状态,因此这种设计优选为仅仅适用于流动量调节的目的。由于形成的封闭的死空间构成相当大的安全风险,因此以这种方式形成的设备完全不适用作为截流构件。
在专利说明书US 3,464,494和EP 0 781 356 B1中描述了阀门的应力释放孔。然而,这种通向阀门外部区域的应力释放孔具有损失流体的缺点,并且需要对应力释放孔的复杂的压力控制,尤其为了在不同压力下使用而要选择性地使用特殊装置时。
发明内容
本发明的目的是提供改进的截流构件,其适于这样的操作条件,即该操作条件尤其适用于运输化学不稳定的流体,且没有在构件的死空间内形成有危险的分解产物。在这种情况下,尤其应该保证对封闭元件和阀门外壳之间的空置空间或者间隙的特有的或者尽可能的无死空间冲洗,即重要的是避免空置空间区域无冲洗流流过,或者避免用极微弱的冲洗流动冲洗所述区域。尤其是,应该在任何情况下(即优选为在封闭元件的每个位置)防止流体包在截流构件的外壳内。可以利用间隙速度、空置空间转换范围,利用冲洗流速比例和冲洗数来表示重要的操作条件,正如根据本发明在下文中进一步说明的那样。然而,对于本领域技术人员来说,清楚地知晓根据本发明上文列出的操作条件也必须伴以更进一步的操作措施或者系统设计。因而,由成分纤维素/氧化铵/水构成的热不稳定流体是已知的,其能够在特定的工艺条件下进行放热反应。对运输纤维素/氧化铵/水溶液而言,能够引起并促进放热反应的因素是,例如,增加的生产温度(>100℃)、减少的水容量、增加的过渡金属离子的份数(>10ppm铁)(基准水平)、增加的过氧化氢份数和对于聚合物运输系统不适宜的材料的使用(例如,有色金属、未钝化的不锈钢、碳钢),所述聚合物运输系统可以由管道、热交换器和运输泵组成。
除了前述的安装和工艺技术操作条件,本发明还提供截流构件和使用所述截流构件执行的工艺,为了避免在打开位置的死空间,能够对适于操作条件(特别是对于在运输化学不稳定或者热不稳定流体的管道上使用)的在内部安装的封闭元件或者封闭部分进行冲洗。在权利要求中对本发明进行进一步的限定。
本发明尤其涉及一种截流构件或者截止阀,其包括阀门外壳和封闭元件,所述阀门外壳具有内部、至少一个进口和至少一个出口,所述封闭元件在所述内部绕轴线可旋转地安装,其中在所述封闭元件和所述阀门外壳之间存在空置空间,所述空置空间用于在进口和出口之间的流体流动,并且在阀门外壳和封闭元件之间至少一个进口处设置一对密封表面,其中所述封闭元件的密封表面(密封件)通过封闭元件的旋转而可枢转,并且在所述截流构件的锁闭位置通过流体密封性地压在所述阀门外壳的密封表面上而关闭所述进口,其特征在于,所述密封表面距离轴线或者球体的中心点的距离大于轴线或者所述球体的中心点到所述封闭元件的其它外部区域的距离,以便形成空置空间,所述空置空间在所述锁闭位置以流体连通的形式与所述出口连接,和/或其特征在于,所述密封表面距离轴线或者球体的中心点的距离短于轴线或者球体的中心点到所述阀门外壳的内部的其它区域的距离,以便形成空置空间,所述空置空间在所述锁闭位置以流体连通的形式与所述出口连接。所述截流构件可以用于双侧定向,或者从所述进口到所述出口,或者从所述出口到所述进口。在此使用对进口和出口的指定,用以区分开口。
根据本发明的截流构件能够使管路可靠地关闭,用以断开在进口和出口之间的流体流动。在这种情况下,本发明不限于具有一个进口和一个出口的截流构件,而是除了这种实施方案,也可以具有多个进口和/或出口。以这种形式,可以将根据本发明的截流构件用作为分配件或者组合件或者作为在不同的进口和出口之间的转换开关。在特定的实施方案中,根据本发明的截流构件具有一个、两个、三个或者更多个进口。
为了封闭,在截流构件的内部空间设置封闭元件,所述封闭元件绕轴线可旋转地设置,并且一旦旋转到锁闭位置,就堵住所述进口、多个进口或者全部的进口。通常,在锁闭位置和打开位置,所述出口保持为不堵住的,从而使得流体能够在任何时候排出封闭构件。特别地,利用与出口流动连通的空置空间而使得这种排出成为可能。优选地,空置空间在锁闭元件的每个旋转位置都与出口连接,从而使得流体能够在任何时候排出空置空间。
所述空置空间能够冲洗所述封闭元件。其可以由在外壳的凹部或者铣削的凹部形成,或者由在封闭元件的凹部或者铣削的凹部形成。所述封闭元件(也称为封闭部分或者塞子)也可以具有一个或者更多的作为在进口和出口之间的流体通道的孔或者沟槽,或者所述封闭元件也可以没有孔。在截流构件的打开的位置或者部分打开的位置,进口和出口可以以流体连通的方式经过空置空间并且穿过孔连接,或仅仅经过空置空间连接。
除了这些具有孔或者不具有通孔的可选择的实施方案,此外在此描述的所有其他的特征和实施方案可以以任何形式互相组合。
前述的封闭元件的问题在于死空间的样式,所述死空间不被充分地冲洗,或者在特定的旋转位置形成封闭的空间。根据本发明,由于经过空置空间(反之成为潜在的死空间)引导了充分的流体流动,因而避免了这些缺点,从而总是能够从死空间排出流体,或者完全地避免了死空间。在这种情况下,在所述截流构件部分打开的位置和/或全部打开的位置,所述阀门外壳和所述封闭元件之间的所述空置空间的横截面可以优选地与流体的粘性匹配,并且至少足够大,以使得在所述轴线两侧在空置空间内(尤其是同时地)均实现冲洗流动。
经过所述空置空间流体的引导在部分打开的位置或者全部打开的位置实现,但是也可以仅仅在部分打开的位置实现,尤其在具有这样的封闭元件的实施方案中,即所述封闭元件的密封表面距离轴线或者球体的中心点的距离大于轴线或者球体的中心点距离封闭元件的其它外部表面的距离。与这种在部分打开位置的冲洗相关的是,如果封闭元件适于对成对的密封表面之后的空置空间进行周期性的冲洗或者循环的冲洗,那么其是适宜的。
外壳(尤其是在所述进口周围)和封闭元件均具有密封表面,其被共同称为成对的密封表面。由于两个密封表面的对接,因此所述进口被封闭元件以流体不连通的形式堵住。取决于阀门外壳的形状,密封表面可以具有不同的几何结构。可以看出,在进口周围的密封表面可以是多边形的、矩形的、环状的,尤其是圆形的或者椭圆形的。所述封闭元件可以为部分柱形的或者部分球形的。
根据本发明,对从所述轴线或者所述球体的中心点的距离进行详述,从而描述用作任选流动区域的特定空置空间。从而,取决于封闭元件形状的参考物“轴线”或者“球体的中心点”涉及设置在旋转对称的封闭元件中央的中心点。对于柱形的封闭元件来说,这是轴线。对于球对称的封闭元件来说,这是球体的中心点。也就是说,如果将封闭元件的轴线设置在封闭元件的中心点处,这一般是有好处的。当然,这里也包括各种其它的旋转对称的形状,例如椭圆形状。因此术语“轴线”或者“球体的中心点”不应该被理解为受限于特定的形状。除非明确地排出,在使用术语“轴线”或者“球体的中心点”时,总是应该包括其他形状。为了简便起见,在截面视图中,所述中心点通常指“轴线”。在本文中,从所述轴线的距离总是涉及与在特定轴向位置的轴线垂直的横截表面(例如,在轴线上距离球体的中心点的距离)。根据这些横截面,从轴线的距离(二维截面)的概念和从球体中心点的距离(三维)的概念是等效的,而与封闭元件所对应的成型的本体无关。
在部分球形的配置形式中,根据本发明的截流构件也指球阀。封闭元件可以额外地或者选择性地包括球缺的关闭部分,该关闭部分具有密封表面。这样的关闭部分可以为突出部,为了在锁闭位置的流体密封性关闭,所述突出部通过关闭元件的旋转而位于进口之前。在关闭元件的其它位置,可以设置相对于该突出部的凹部,从而形成空置空间。因此,所述密封表面距离轴线或者球体的中心点的距离大于所述轴线或者球体的中心点距离所述封闭元件的其它外部区域的距离,从而形成空置空间,所述空置空间在所述锁闭位置以流体连通的形式与所述出口连接。这种配置形式在这样的实施方案中尤其优选,即该实施方案具有没有上述的流动孔的封闭元件。
根据本发明的距离轴线的距离短于密封表面距离轴线的距离(从而以流体连通的形式在锁闭位置形成与出口连接的空置空间)的区域也可以在存在穿过封闭元件的贯通孔的情况下形成。在这种配置形式中,优选地在外壳中朝向所述内部空间设置凹部,从而可以围绕封闭元件来引导流体。从而在部分打开的位置,流体流动可能从进口穿过所述贯通孔再经过所述凹部朝向所述出口。穿过根据本发明的截流构件的流体的另一路径是,穿过距离轴线或者球体(例如远离贯通孔的半球形封闭元件的部分)的中心点的距离更短的区域,经过在所述外壳中的所述凹部而到达所述出口。在特别优选的实施方案中,关闭元件的关闭部分(一部分由密封元件界定)也包括凹部。结果是,从所述进口经过在关闭部分中的所述凹部,再经过在外壳部分中的所述凹部,到达所述出口的流动成为可能。根据该实施方案,围绕关闭元件的全部的空置空间被流体流动冲洗。
根据本发明的成对的密封表面通过单个密封表面的对接而提供用于锁闭穿过进口到内部的流体流动的密封。优选地,这种密封通过外壳与封闭元件本体的对接而实现。
根据本发明,可以将封闭元件设计为没有距离轴线或者球体中心点的距离短于距离密封表面的距离的区域。也可以由在外壳内的凹部形成空置空间,其中可以在封闭元件中设置离轴线或者球体中心点的距离大于密封表面距离轴线或者球体中心点的距离的区域。在这种情况下,并且在封闭元件中存在凹部的情况下,封闭元件可以设置有一个或者更多的通道(例如孔或者沟槽),所述通道在进口和空置空间之间形成流体连通的连接。而且以这种方式,由于经过通道、经过空置空间到达出口的流体流动,可以避免在打开位置的死空间。封闭元件可以设置有带或者不带流体插入件的、具有完整的横截面的贯通孔,或者带或者不带流体插入件的、具有变小的横截面的贯通孔。在这种情况下,优选地通过距离中心点的距离比密封件表面距离中心点或者轴线的距离更大,而在外壳中产生空置空间。
根据本发明,封闭元件可以没有距离轴线的距离短于距离密封表面的距离的区域,从而封闭元件中不设置贯通孔,并因此经过孔或者沟槽从进口经过空置空间到出口来引导全部的产品流动。
优选地,根据本发明,通过使用密封元件(例如塑料、橡胶、石墨、陶瓷、烧结材料、复合材料或者金属密封件)来实现密封效果,并且根据本发明这样的设计也是可行的,即外壳部分与关闭部分产生密封效果且没有额外的密封元件。优选地,外壳和/或封闭元件的密封表面设置在密封突出部上。除了所述突出部之外,因而还可以在其他区域中较大范围上形成空置空间。
优选地,在封闭元件的密封表面内侧观察时,在外部区域上设置凹部。在封闭元件的这个部分(带有密封表面)在外壳的密封表面的方向上定向时(在这个定向上成对的密封表面不对接),这个凹部允许流体流动。在截流构件打开的位置或者部分打开的位置,这个位置能够冲洗空置空间。
在本发明的优选的实施方案中,外壳和/或封闭元件的密封表面看起来,特别是在密封突出部上,为圆形或者环形。
在更优选的实施方案中,外壳和/或封闭元件的密封突出部为环形的,例如圆形的或者椭圆形的。
特别地,根据本发明,密封表面位于进口处,其中出口处没有任何的密封元件(例如,密封表面)。根据本发明,这意在实现:在关闭元件的每个旋转位置,空置空间都与出口连接,从而使得流体可以在任何时候排出。
在优选的实施方案中,空置空间由凹部形成,特别是由密封表面或者密封突出部界定的凹部。所述凹部可以设置在外壳上或者在封闭元件上或者在这两个部分上。在阀门外壳上所述凹部朝向所述内部形成,或者所述凹部设置在封闭元件上,从而使得所述空置空间在外壳和封闭元件之间形成。
在优选的实施方案中,封闭元件的凹部为半球形的、部分球形的、柱形的或者曲形的。
所述内部可以为部分柱形的或者部分球形的。所述内部的形状优选为适于封闭元件的形状,并且在空置空间的区域内准确限定到彼此的距离。在本发明的特定实施方案中,所述距离可以为在0.5mm至20mm的区域内,优选地为在0.8mm至18mm的区域内、在1mm至15mm的区域内、在1.5mm至10mm的区域内或者在2mm至6mm的区域内。
在优选的实施方案中,封闭元件为部分球形的。这些局部球体的空置空间优选为在空间上至少在部分打开的位置(例如具有大约45°的开口)环绕整个封闭元件(离开封闭元件被固定的轴向区域)。在部分为球形的实施方案中,根据本发明的截流构件也指球阀。
封闭元件可以利用位于轴向的轴安装,并可旋转地设置在阀门外壳的内部。优选地,封闭元件的旋转能够使得大约旋转90°、180或者360°。
在本发明的优选的实施方案中,封闭元件具有用于在装置的打开位置在进口和出口之间的流体流动的孔,可选地,在所述的装置的打开位置,进一步地,连接孔以流体连通的形式连接所述孔与空置空间。根据特定的实施方案,本发明涉及一种球阀,其包括外壳和部分为球形的塞子,所述外壳具有部分为球形的内部以及进口和出口,所述塞子作为封闭元件并绕轴线可旋转地容纳在所述内部,其中朝向所述内部的外壳和/或朝向所述外壳的塞子具有由密封突出部界定的凹部,所述凹部在塞子的关闭位置与出口连接,并且在塞子的至少部分打开的位置允许在进口和出口之间的流体流动。进一步,连接孔可以以流体连通的形式将所述流动连接至空置空间,用于用流体对空置空间进行更好的冲洗,并用来避免在安全打开的位置(例如截流构件与相对的进口和出口成90°)的死空间。
在优选的实施方案中,为了增加流动阻力,在进口和出口之间构造所述孔,例如可以在出口之前设置收缩部(13)和/或流体阻碍元件,优选为穿孔板。结果是,对于在进口和出口之间具有恒定直径的均匀孔来说,比没有这种阻力时增加了压力,并且穿过空置空间引导了更多的流体。
本发明也涉及一种球阀,其包括外壳和部分球形的塞子,所述外壳具有部分球形的内部,以及进口和出口,所述塞子作为封闭元件,并绕轴线可旋转地容纳在所述内部,其中朝向所述内部的外壳和/或朝向所述外壳的塞子具有由密封突出部界定的凹部,所述凹部在塞子的至少部分打开的位置允许在进口和出口之间的流体流动,其中所述凹部在所述塞子的关闭位置和打开位置连接至出口。优选地,在封闭元件的打开位置或者部分打开位置,所述凹部允许经过所述凹部在进口和出口之间的流体流动。
在优选的实施方案中,所述孔在中央穿过封闭元件,特别优选地所述轴线在中央穿过。轴向的轴可以设置成正穿过封闭元件。在其他实施方案中,封闭元件的内部没有轴。所述轴也可以在外侧附接至封闭元件。
在一种实施方案中,封闭元件为实心物体,没有任何孔或者垂直于轴线的贯通孔。在本实施方案中,基本上经过空置空间来引导全部的流体流,在这里空置空间由凹部形成。因此,本发明也涉及这样的截流构件,其包括具有外壳和作为封闭元件的塞子,所述外壳具有内部以及至少一个进口和至少一个出口,所述塞子绕轴线可旋转地安装在所述内部,其中在所述塞子和外壳之间存在用于在进口和出口之间的流体流的空置空间,并且围绕进口或者出口设置密封突出部,并且,其中所述塞子具有锁闭元件,所述锁闭元件通过所述塞子的旋转可枢转,并且在截流阀的锁闭位置通过与密封突出部的流体密封性的接触而关闭进口或者出口。
在本发明的任何实施方案中,阀门外壳和/或封闭元件优选地由金属或者合金构成,其中其优选地为含铁材料。从其溶解的合金离子或者金属离子可以作为化学反应(包括类爆炸的反应)的催化剂。在使用金属时,为了避免这样的化学反应,因此在根据本发明的截流构件中避免死空间和沉积是尤其有好处的。阀门外壳和/或封闭元件可以由各种材料(例如钢、不锈钢、陶瓷、烧结材料、铝、塑料、复合材料、有色金属或者贵金属)制成。优选的材料为全铁、铁合金、铬镍钢、镍钢(例如哈氏合金材料)、钛、钽、碳化硅、玻璃、陶瓷、金、铂以及塑料。特殊的材料为具有高钼含量或者镍、铬的合金和用于抵抗点蚀和间隙腐蚀的钼合金,或者具有高拉伸强度的镍铜合金。材料示例为哈氏合金C(高腐蚀强度)、哈氏合金B(沉淀硬化高温合金)、镍铬铁合金(在石油化学应用中抵抗应力腐蚀开裂)、耐热镍铬铁合金(高强度,并抵抗高温、氧化和渗碳)、蒙乃尔合金(高拉伸强度,抵抗腐蚀)。然而阀门外壳和/或封闭元件也可以由涂层金属制成。为了改进密封效果,封闭元件,还可能是阀门外壳,可以设计为被硬化的。此外,封闭元件和/或阀门外壳还可以被至少部分磨光,特别是在密封表面的区域。
优选地,封闭元件的直径在0.5cm到100cm之间,优选地在1cm到80cm之间、在2cm到50cm之间、在3cm到30cm之间或者在5cm到20cm之间。
可以在进口和出口之间穿过根据本发明的截流构件来引导任何流体。优选地从进口到出口引导流体。流动方向也可以相反,即从出口到进口。截流构件可以设置在管路上,尤其是管道上。一个或者更多的超压释放装置可以设置在所述管路上,优选地是基于爆裂元件的超压释放装置。对于超压释放装置的使用是公知的。常用的装置包括,例如爆裂盘,其包括在压力作用下爆裂的薄膜,该压力高于常规操作压力但是低于管道或者容器自身破裂的压力,从而压力可以利用外部空间得以释放。例如,在US 6,241,113、US 3,845,879、US2008/0202595、EP 1 591 703和US 7,870,865、US 4,079,854、US 3,872,874、WO 2005/054731、EP 789 822中对爆裂盘进行了描述。US 5,337,776涉及一种具有超压释放装置的管道,其中爆裂盘与管道的管壁内侧齐平,从而实现了用被运输的流体冲洗爆裂盘。
在本发明的优选的实施方案中,根据本发明的管路包括至少两个根据本发明的截流构件,特别地为两个、三个、四个、五个、六个或者更多的截流构件。在特定的实施方案中,至少一个截流构件为三通截流构件,例如,具有一个进口和两个出口,或者具有两个进口和一个出口。在特定的实施方案中通过与其结合或者于其中选择其一,截流构件之一为具有一个进口和一个出口的双向截流构件。
本发明进一步涉及用于控制流体流动(例如锁闭或者释放)的截流构件的使用,以及相应设计的封闭元件或者相应设计的截止构件的内部。优选地,在封闭元件的打开位置或者空置空间冲洗位置(例如在封闭元件旋转15°-75°时)选出工艺参数:
●在进口和出口之间由所述截流构件形成的差压至少为0.4巴;
●由空置空间流速除以通过所述孔(10)的流速得到的冲洗流速比例至少为0.1%;
●由空置空间流速除以空置空间横截面得到的名义间隙速度至少为0.1m/min;和/或
●由空置空间流速除以空置空间体积得到的空置空间转换率至少为11/min。
由截流构件在进口和出口之间形成的差压应该至少为0.4巴,优选为至少0.5巴,至少0.7巴,至少0.8巴,至少1巴。进口和出口之间的更高的差压的结果是,流体的更大部分被引导通过空置空间从而避免死空间,或者通过贯穿封闭元件的孔到达在进口和出口之间的直线流。
与此相关,由空置空间流速除以通过贯穿封闭元件的孔的流速得到的冲洗流速比例至少为0.1%,优选为至少0.2%,至少0.3%,至少0.5%,至少0.75%,至少1%,或者至少1.5%。
由空置空间流速除以空置空间横截面得到的名义间隙速度优选为至少0.05m/min,特别优选地为至少0.1m/min,至少0.75m/min或者至少1m/min。
优选地设定由空置空间流速除以空置空间体积得到的空置空间转换率,使得其至少为11/min,优选地至少为1.51/min,或者至少为21/min。
这些参数与在所述孔(如果存在的话)内的压力阻力密切相关。利用结构元件来增加该压力阻力,就可以提高这些参数并因而获得经过空置空间的更高的流速。这些结构元件优选为在出口之前(但是在用于冲洗空置空间的对应支路之后)的孔的收缩部或者阻碍元件(例如穿孔板)。通过将封闭元件从完全打开的位置转动离开(冲洗位置,例如15°-75°)也能够增加压力阻力,从而由此允许在空置空间内的更高的流速。
本发明还提供截流构件,其中当在94℃下使用包括12.9%纤维素、76.3%NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)、10.8%水的流体时,选自差压、冲洗流速比例、名义间隙速度和/或空置空间转换率的所述参数是令人满意的。可以如在示例中所描述的那样对截流构件的这种配置形式进行测试。
截流构件的几何结构优选地以这样一种方式进行设计:
-在截流构件的封闭元件与外壳之间形成空置空间。
-空置空间具有供应开口和排出开口,从而不形成容置流体的死空间。
-空置空间由部分流速或者由贯通流动流体的全部流速直接冲洗通过。
以所选的几何结构为基础,应该如此设计截流构件,从而使得在截流构件的进口和出口之间遍布有充分的驱动压差,这保证了对空置空间的可靠冲洗,尤其是对于不稳定流体来说。
为了确定适用的配置形式和适用的工艺参数(产量、压差),根据本发明,冲洗流速比例(FV)、名义间隙速度(vF)、空置空间转换率(FA)和冲洗数(SZ)(如在示例1中所详细描述的)应该在根据本发明的数值之上。
在特别优选的方面,本发明涉及在管路上使用截流构件,尤其在运输化学不稳定流体的过程中。在这种情况下,优选地使用根据本发明的截流构件,其中流体经过进口流到截流构件内,并且经过出口从截流构件排出。通常,出于这个目的,流体在进口处的压力大于在出口处的压力。在可选择的实施方案中,流动的方向也可以是相反的,并且流体可以在出口处进入且在进口(具有密封表面)处离开。
用于显现出特别好处的根据本发明的截流构件的流体是化学不稳定流体,其为腐蚀性的或者在截流构件中沉积时易分解的。
在特别优选的实施方案中,所述流体为模塑化合物,优选为纺织复合物。例如,所述流体可以为纤维素溶液,优选为具有氧化铵的纤维素溶液,特别优选地为具有NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)的纤维素溶液。
优选地,化学不稳定流体为热不稳定的。热不稳定流体为,例如,纤维素溶液,例如纤维素氧化铵溶液,尤其是叔氧化铵和水的溶液。与稳定物质(例如,五倍子酸丙酯)一起,这种溶液可以包含有有机基或者无机基,例如纳氢氧化物溶液。更进一步地,这种纤维素/氧化铵和水的溶液也可以包含有产物更换添加剂,所谓的合并媒质。在氧化铵体系内形成的纤维素溶液特征在于,它们在冷却过程中结晶,但是可以在大约72-75℃的温度下熔化。一个例子是如在EP 789 822中描述的纤维素-NMMO溶液。所述流体可以为具有不同浓度的水性氧化铵溶液。热不稳定流体是那些在通过连接件或者热交换器管路的运输过程中存在温度增加的风险的。温度增加可以是例如由于放热反应,特别是化学反应或者由于在运输高粘度流体的过程中的摩擦热而发生的。特别地,其他的流体为可凝固的流体,特别为“热熔性”流体,例如聚合物、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚乳酸、聚丙烯等等。所述流体可以为触变性的流体,特别是纺织溶液。特殊的流体的熔点为至少大约40°、至少50°、至少55°、至少60°、至少65°、至少70°、至少75°。可以在这样的示例性温度下引导流体,即至少大约40°、至少50°、至少55°、至少60°、至少65°、至少70°、至少75°、至少80°、至少85°、至少90°、至少95°。设计用于运输具有上述熔点的流体的连接件,例如,根据所选的温控装置。优选地,流体的零切粘度在10到25000Pas,特别地在50和20000Pas之间。
在进一步的方面,本发明设计一种用流体模塑化合物生产模塑体的方法,包括通过具有根据本发明的截流构件的管路运输流体模塑化合物,其中所述管路通向模制单元,特别是具有开口的挤出机,通过所述开口挤压模塑化合物,并从而对模塑化合物进行模制;以及优选地通过凝固作用或者凝结作用硬化模塑化合物。优选地,所述管路为管线。所述管路可以经过截流构件的出口与模制单元连接。流动的方向可以是相反的,其中在本实施方案中,进口(具有密封表面)经过所述管路连接至模制单元。
模制单元为充分已知的,例如,在EP 0 700 463 B1、EP 0 671 492 B1、EP 0 584318 B1或者EP 1 463 851 B1中所描述的。模制单元优选包括开口,特别地有挤出单元、空气间隙和凝结路径,通过所述开口模制物块,通过所述挤出单元和所述空气间隙引导模制的成型物体,在所述凝结路径中使所述成型物体硬化,例如通过变换溶剂。
附图说明
通过以下附图作为示例,进一步地对本发明进行详细的说明,而并本发明不限于本发明的这些实施方案。
图1示出贯穿根据本发明的截流构件的截面,包括阀门外壳(1)、在外壳的内部安装在轴(3)上的实心封闭元件(2)。截流构件的进口(4)和出口(5)通向内部。在锁闭位置(图1A),外壳的密封表面(6)与封闭元件的密封表面(7)彼此抵靠设置。在打开位置(图1B),封闭元件的密封表面(7)被导向离开外壳的密封表面(6)。封闭元件的密封表面设置在突出部(8)上,所述突出部(8)比封闭元件的其它区域距离轴线或者中心点具有更大的距离(半径)。这些封闭元件的其它区域也可以被认为是与突出部(8)相比的凹部。同样地,外壳的密封表面设置在界定了通向出口的空置空间(9)的突出部上。
图2示出与图1中所示类似的截流构件,区别在于该截流构件是带有两个进口(4a、4b)的三通装置。每个进口具有其本身的密封表面(6a、6b)。封闭元件能够通过旋转而选择性地堵住两个进口之一(图2A和图2B),或者释放两个进口(图2C),由此封闭元件的密封表面被导向离开两个进口。
图3A示出贯穿根据本发明的截流构件的截面,包括阀门外壳(1)、安装在外壳内部的轴(3)上的实心封闭元件(2)。在该实施方案中,轴不是连续的,即它安装在封闭部分本体的外部,从而使得流动孔(10)保持畅通。截流构件的进口(4)和出口(5)通向内部。外壳的密封表面(6)设置在突出部上,或者封闭元件周围的余留空间为凹部。同样地,封闭元件的环形密封表面设置在突出部上。凹部(11)设置在密封表面之间或者密封表面内侧的封闭元件的边缘区域。用于贯穿封闭元件的流体主要流动的流动孔(10)穿过封闭元件设置。此外,在图3中指出从进口到出口的流体的可能的流动方向,具体地,i)经过空置空间9a;ii)经过流动孔(10)并随后经过空置空间9a;以及iii)经过空置空间9b。
图3B示出图3A中的截流构件的封闭元件的立体图,其是从在封闭元件的进口方向上观察,该封闭元件设计为部分球形的。
图4以封闭元件的不同的旋转定向示出图3A和图3B中的球阀,4A为0°(锁闭位置),4B为25°(部分地打开),4C为45°(部分地打开)以及4D为90°(完全打开位置);在部分打开的位置,在封闭元件周围的空置空间被冲洗,在完全打开的位置,所述空置空间以流体连通的形式进一步与出口连接。
图5出于对比的目的示出在进口处和出口处具有两对密封表面(6)的球阀。A:完全打开位置,B:关闭的位置,C:打开的位置,此处贯通的流动液流的行程以交叉线/阴影线示出,并且冲洗流(空置空间的体积)以黑色着重示出。
图6示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。A、B和C与图5类似。
图7示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。空置空间由凹部(11)在外壳上和在封闭元件(2、11)上形成。A、B和C与图5类似。
图8示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。此外,在密封表面之后在进口附近设置孔(12),所述孔(12)用作通向空置空间的进流。A、B和C与图5类似。
图9示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。此外,可以在密封表面之后在进口附近设置孔(12),而且在贯通的孔内更进一步地设置有收缩部(13),所述孔(12)用作通向空置空间的进流。A、B和C与图5类似。
图10示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。此外,在密封表面之后在进口附近设置孔(12),而且更进一步地在贯通的孔内设置有收缩部(13)和穿孔薄板(14),所述孔(12)用作通向空置空间的进流。A、B和C与图5类似。
图11示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。此外,在密封表面之后在进口附近设置作为通向空置空间的入口的孔。在中央没有设置穿过封闭元件的通孔。A、B和C与图5类似。
图12示出在进口处具有密封表面(6)的球阀。引导流动全部经过空置空间(如图1)。A、B和C与图5类似。
图13示出用以确定截流构件的多种实施方案的特征参数的测量装置。测量装置包括流体供应件、流体排出件和截流构件(21),以及又一截流构件(22)和压力计(PI)。
具体实施方式
示例:
示例1:粘性流体的流动参数
为了确定根据本发明的截流构件的配置形式,有必要使得截流构件的内部几何结构与工艺条件相适应。如果仅仅使用标准设备,而不考虑工艺和介质参数,那么介质或者流速的变化将导致不再确保对工艺的安全控制的操作状态。
因此,对截流构件的准确的几何设计应该适应于与根据本发明的关系相对应的工艺条件。如果配置形式(截流构件的几何参数与给定的工艺参数(例如粘性、剪切性能、温度......)的组合)与根据本发明的参数不对应,那么在空置空间体积内的流体交换可能会太小,以至于不能避免由于热不稳定流体(例如,纤维素/NMMO/水混合物)的沉积而发生生的放热反应。
在操作条件下对“专门设计的”配置形式进行试验,以便确定最佳的几何结构,使得一方面对空置空间的冲洗达到充分的程度,而另一方面在贯穿截流构件的通道中产生可接受(不太高)的压力损失。
通过对几何尺寸的近似迭代建立间隙的几何结构、封闭元件的几何结构与要被运输的流体的材料参数之间的关系。
为了使几何尺寸与操作条件相适应,采用下面的步骤:
在操作条件(成分、温度、流速)下将流体供应至试验装置(见图13)。
在第一步中,节流装置(21)保持为关闭的,并且引导全部的流体量(Vp[立方分米/分钟(dm3/min)])经过被配置成打开的截流构件(22)。确定并记录压力(p[巴(bar)])和流速(Vp[dm3/min])。
在下一步中,节流装置(21)被充分打开远离所设定的之前确定压力。在被配置的截流构件中,封闭元件在流通侧关闭,从而仅仅经过空置空间来引导流体(冲洗间隙)。测量空置空间的流速(VF[dm3/min])。
通过测得的数值计算下面的数值:
●间隙速度(vF[米/分钟(m/min)])(注意:>0.1):
空置空间流速(VF[dm3/min])除以空置空间横截面,其中空置空间横截面通过以下计算,即π除以4,乘以外壳直径的平方(DG 2[平方分米(dm2)])减去在流通位置封闭元件直径的平方(DV 2[dm2])的差值。
●空置空间转换率(FA[1/分钟(1/min)])(注意:>1):
空置空间流速(VF[dm3/min])除以空置空间体积(Ftot[立方分米(dm3)])。
●冲洗流速比例(FV[%]):
空置空间流速(VF[dm3/min])除以产品流速(VP[dm3/min])。
●冲洗数(SZ)(注意:>0):
1000倍的冲洗流速比例(FV[%])乘以间隙速度(vF[m/min])除以空
置空间转换率(FA[1/min])的结果的对数。
已经发现了,对于所述的纤维素/NMMO/水混合物来说,单单空置空间(也称之为冲洗间隙或者间隙)不足以实现对空置空间的充分的死空间自由冲洗。只有通过适宜的措施,增加在截流构件的进口和出口之间的压力梯度,才有可能对于间隙速度(vF[m/min])、空置空间转换率(1/min)和冲洗数(SZ)获得本发明的特征性数值,并由此能够保证粘性不稳定流体的运输。
用于提供所需差压的适用的措施为:
1)利用封闭元件的周期性节流而减少被传送的产品流速
2)减少封闭元件的通道直径
3)在封闭元件的通道直径中加入阻力
4)引导全部的产品流速经过被冲洗的空置空间
示例2-9:
在大约94℃下使用由纤维素、NMMO和水构成的排出溶液来验证截流构件的可用性,所述溶液具有12.5%浓度的纤维素。
表格:
*)打开大约15°
示例2(图5):
在上文描述的试验装置中安装并测试常规配置的球阀,其具有加热外壳、带有空置通道的封闭元件(球体)和进口侧密封件、出口侧密封件,其中进口侧密封件和出口侧密封件与球体表面和外壳内部共同形成封闭的腔室。
球阀具有63mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为105mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为96mm。空置空间体积(Ftot)为123cm3,通过所述空置空间体积不发生流动。从中流过的产品流速为7.3dm3/min。在2.33m/min的名义流速(vN)下,这产生大约0.2bar的压力损失(p)。
由于对密封件之后的空置空间不发生冲洗,因而冲洗流速比例、名义间隙速度和空置空间转换率应该设定为0,从而可以确定无冲洗数。
所述截流构件验证为不适用于特定用途。
示例3(图6):
对示例2中的,但是没有出口侧空置空间密封(打开的空置空间)的球阀进行测试。
空置空间体积(Ftot)为140cm3,通过所述空置空间体积不发生流动。从中流过的产品流速(VP)为10.55dm3/min。在3.38m/min的名义流速(vN)下,这产生大约0.3bar的压力损失(p)。
由于不发生对空置空间的冲洗,因而冲洗流速比例、名义间隙速度和空置空间转换率应该设定为0,从而可以确定无冲洗数。
所述截流构件验证为在打开位置(90°)不适用于特定用途。为了能够冲洗空置空间,需要转换封闭元件到冲洗位置(15°-75°),在这个位置,由于不适宜的流动关系,空置空间仅仅能够被部分地冲洗。
示例4(图7):
在上述的试验装置中,对根据图3的球阀进行安装和测试,但是该球阀具有这样的封闭元件,该封闭元件具有距轴线的距离短于距密封表面的距离的区域。
由于在打开状态下可能不冲洗空置空间,因而为了冲洗球阀以周期性的间隔(3到4小时)关闭多达大约10到15°的打开角度。
球阀具有63mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为102mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为96mm。空置空间体积(Ftot)为59cm3,穿过所述空置空间体积以周期性的间隔发生流动。从中流过的产品流速(VP)为5.98dm3/min。在1.92m/min的名义流速(vN)下,这产生大约2.7bar的压力损失(p)。
由于对密封件后面的空置空间的冲洗周期性地发生,因而在冲洗的过程中确定特性,获得2.1%的冲洗流速比例(FV),名义间隙速度(vF)为0.13m/min,计算空置空间转换率(FA)为数值2.13,因而得出0.123的冲洗数(SZ)。
所述截流构件验证为适用于特定用途,这由所确定的特性证实。
示例5(图8):
根据示例3的球阀经受上述的试验,但是该球阀具有这样的球体,其具有径向布置的、用于连接流通空间与空置空间的孔。所述孔以这样的方式布置,即产品流速的部分流速直接被引导到空置空间的密封唇,因此密封件以及空置空间能够被连续地冲洗。
封闭元件(球体)具有54mm的连续空置通道。
球阀具有54mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为105mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为96mm。空置空间体积(Ftot)为150cm3,穿过所述空置空间体积发生流动。
从中流过的产品流速(VP)为7.29dm3/min。在3.19m/min的名义流速(vN)下,这产生大约0.3bar的压力损失(p)。
对密封件后面的空置空间的冲洗连续发生,确定以下特性:0.3%的冲洗流速比例(FV),名义间隙速度(vF)为0.01m/min,计算空置空间转换率(FA)为数值0.13,因而得出-0.677的冲洗数(SZ)。
尽管提供了冲洗通道,但是由于在完全打开位置对空置空间的较低少量冲洗,不能够获得可靠的贯通冲洗,从而这种配置形式不适于使用。为了能够冲洗空置空间,需要转换封闭元件到冲洗位置(15°-75°),然而在这个位置,死空间能够在所述孔(12)之间在密封件后面的区域形成。
示例6(图9):
封闭元件(球体)在流动的方向上具有锥形的贯通孔,用以增加压力梯度。
球阀具有63mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为105mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为96mm。空置空间体积(Ftot)为87cm3,穿过所述空置空间体积发生流动。从中流过的产品流速(VP)为7.11dm3/min。在2.28m/min的名义流速(vN)下,这产生大约1.4bar的压力损失(p)。
对密封件后面的空置空间的冲洗连续地发生,确定以下特性:2.5%的冲洗流速比例(FV),名义间隙速度(vF)为0.13m/min,计算空置空间转换率(FA)为数值2.05,因而得出0.184的冲洗数(SZ)。
所述截流构件验证为适用于特定用途,这由确定的特性证实。
示例7(图10):
根据示例6的球阀,但是该球阀除了锥形的贯通孔之外,还在球体的所述孔内插入阻碍元件(穿孔板)。
球阀具有63mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为102mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为96mm。空置空间体积(Ftot)为67cm3,穿过所述空置空间体积发生流动。
从中流过的产品流速(VP)为5.21dm3/min。在1.67m/min的名义流速(vN)下,这产生大约2.6bar的压力损失(p)。
对密封件后面的空置空间的冲洗连续地发生,确定以下特性:3.1%的冲洗流速比例(FV),名义间隙速度(vF)为0.17m/min,计算空置空间转换率(FA)为数值2.43,因而得出0.345的冲洗数(SZ)。
所述截流构件验证为适用于特定用途,这由确定的特性证实。
示例8(图11):
根据示例6的球阀,但是流通孔被完全关闭,从而引导全部的产品流速经过径向向外行进的冲洗孔,通过空置空间到达截流构件的排出件。
球阀具有63mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为111mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为96mm。空置空间体积(Ftot)为164cm3,穿过所述空置空间体积发生流动。
从中流过的产品流速(VP)为4.95dm3/min。在1.59m/min的名义流速(vN)下,这产生大约2.8bar的压力损失(p)。
确定以下特性:100%的冲洗流速比例(FV),名义间隙速度(vF)为2.03m/min,计算空置空间转换率(FA)为数值30.14,因而得出1.828的冲洗数(SZ)。
所述截流构件验证为适用于特定用途,这由所确定的特性证实。
示例9(图12):
根据示例8的球阀,其中封闭元件不具有进口侧凹部,也不具有冲洗孔。封闭元件(球体)呈柱形形状,横切于流动的方向变小为更小的直径,从而保证了通过空置空间的更为容易的流动。
球阀具有63mm的名义直径,外壳的内侧直径(DG)为102mm,与通道方向横切的封闭元件的直径(DV)为72mm(柱形的)。
空置空间体积(Ftot)为329cm3,通过所述空置空间体积发生流动。从中流过的产品流速为5.74dm3/min。在1.84m/min的名义流速(vN)下,这产生大约0.5bar的压力损失(p)。
确定以下特性:100%的冲洗流速比例(FV),名义间隙速度(vF)为1.4m/min,计算空置空间转换率(FA)为数值17.470,因而得出1.904的冲洗数(SZ)。
所述截流构件验证为特别适用于特定用途,这由所确定的特性证实。
Claims (30)
1.截流构件,其包括阀门外壳(1)和封闭元件(2),所述阀门外壳(1)具有内部、至少一个进口(4)和至少一个出口(5),所述封闭元件(2)在所述内部能够绕轴线旋转安装;其中在所述封闭元件(2)和所述阀门外壳(1)之间存在空置空间(9),所述空置空间(9)用于在进口和出口(4、5)之间的流体流动,并且至少在阀门外壳(1)和封闭元件(2)之间所述至少一个进口(4)处设置一对密封表面(6、7);其中所述封闭元件(2)的密封表面(7)能够通过封闭元件(2)的旋转而枢转,并且在所述截流构件的锁闭位置通过流体密封性地压在所述阀门外壳(1)的密封表面(6)上而关闭所述进口(4);其特征在于,所述密封表面(6、7)距离所述轴线或者所述封闭元件(2)的中心点的距离大于所述轴线或者中心点到所述封闭元件(2)的其它外部区域的距离,以便形成空置空间(9),所述空置空间(9)在所述锁闭位置以流体连通的形式与所述出口(5)连接,和
所述密封表面(6、7)距离所述轴线或者所述封闭元件(2)的中心点的距离短于所述轴线或者中心点到所述阀门外壳的内部的其它区域的距离,以便形成空置空间(9),所述空置空间(9)在所述锁闭位置以流体连通的形式与所述出口(5)连接,
所述阀门外壳(1)和所述封闭元件(2)的密封表面(6、7)的每一个界定密封突出部,和/或所述封闭元件(2)界定朝外打开的具有布置在凹部的壁上的密封表面(7)的凹部。
2.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述封闭元件(2)和/或所述阀门外壳(1)的内部设计成,在打开位置:
●在进口和出口之间由所述截流构件形成的差压至少为0.4巴;
●由空置空间流速除以总流体流速得到的冲洗流速比例至少为0.1%;
●由空置空间流速除以空置空间横截面得到的名义间隙速度至少为0.1m/min;和/或
●由空置空间流速除以空置空间体积得到的空置空间转换率至少为11/min。
3.根据权利要求1或2所述的截流构件,其特征在于,在所述截流构件的部分打开的位置和/或全部打开的位置,在所述阀门外壳(1)和所述封闭元件(2)之间的所述空置空间(9)的横截面与流体的粘性匹配,并且至少足够大以使得在所述轴线的两侧的空置空间(9)中均获得冲洗流动。
4.根据权利要求3所述的截流构件,其特征在于,所述封闭元件(2)适于对成对的密封表面(6、7)后面的空置空间(9)的周期性的冲洗。
5.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述封闭元件(2)的轴线设置在所述封闭元件(2)的中心点处。
6.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述封闭元件(2)为部分球状的,和/或具有球缺的关闭部分(8),所述关闭部分(8)具有所述密封表面(7)。
7.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述阀门外壳(1)和/或所述封闭元件(2)的密封表面(6、7)可视为环形。
8.根据权利要求7所述的截流构件,其特征在于,所述阀门外壳(1)和/或所述封闭元件(2)的密封表面(6、7)在密封突出部上可视为环形。
9.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述密封表面(6、7)设置在所述进口(4)处,并且所述出口(5)处没有任何密封元件。
10.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述空置空间(9)由凹部形成,其中所述阀门外壳(1)具有朝向所述内部的凹部,和/或封闭元件(2)具有朝向所述阀门外壳(1)的凹部。
11.根据权利要求10所述的截流构件,所述凹部是由密封表面(6、7)或者密封突出部界定的。
12.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述内部空间为部分球形或者部分柱形。
13.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述封闭元件具有孔(10),所述孔(10)用于在装置的打开位置在进口和出口之间的流体的流动。
14.根据权利要求13所述的截流构件,其中,进一步地连接孔(12)将所述孔(10)以流体连通的形式连接至所述空置空间。
15.根据权利要求13所述的截流构件,其中,所述孔(10)在所述出口(5)之前具有收缩部(13),和/或流动阻碍元件(14)。
16.根据权利要求15所述的截流构件,所述孔(10)在所述出口(5)之前具有穿孔板。
17.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述封闭元件为不带垂直于所述轴线的流动孔的实心体。
18.根据权利要求1所述的截流构件,其特征在于,所述阀门外壳和/或所述封闭元件由金属或者合金构成。
19.根据权利要求18所述的截流构件,其特征在于,所述阀门外壳和/或所述封闭元件由含铁材料构成。
20.一种根据权利要求13所述的截流构件的使用,该截流构件用于控制流体的流动,其中在所述封闭元件的打开位置或者冲洗空置空间的位置:
●在进口和出口之间由所述截流构件形成的差压至少为0.4巴;
●由空置空间流速除以通过所述孔(10)的流速得到的冲洗流速比例至少为0.1%;
●由空置空间流速除以空置空间横截面得到的名义间隙速度至少为0.1m/min;和/或
●由空置空间流速除以空置空间体积得到的空置空间转换率至少为11/min。
21.一种根据权利要求1至19任一项所述的截流构件的使用,其是在运输化学不稳定流体的过程中在管路上使用。
22.根据权利要求21所述的截流构件的使用,其中所述化学不稳定流体为一旦在所述截流构件中发生沉积则易于发生爆炸的流体。
23.一种根据权利要求20或21所述的截流构件的使用,其特征在于,所述流体为模塑化合物。
24.一种根据权利要求20或21所述的截流构件的使用,其特征在于,所述流体为纺丝化合物。
25.一种根据权利要求20或21所述的截流构件的使用,其特征在于,所述流体为纤维素溶液。
26.一种根据权利要求20或21所述的截流构件的使用,其特征在于,所述流体为带有氧化铵的纤维素溶液。
27.一种根据权利要求20或21所述的截流构件的使用,其特征在于,所述流体为带有NMMO的纤维素溶液。
28.用流体模塑化合物生产模塑体的方法,包括通过具有根据权利要求1至19之一所述的截流构件的管路运输流体模塑化合物,或者根据权利要求20至27之一所述的截流构件的使用运输流体模塑化合物;其中所述流体模塑化合物流经所述截流构件的出口通向模制单元。
29.根据权利要求28所述的用流体模塑化合物生产模塑体的方法,其特征在于,所述模制单元是具有开口的挤出机,通过所述开口挤压所述模塑化合物,从而对所述模塑化合物进行模制,而使所述模塑化合物硬化。
30.根据权利要求29所述的用流体模塑化合物生产模塑体的方法,其特征在于,通过凝固作用或者凝结作用使所述模塑化合物硬化。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12197179.0A EP2743551A1 (de) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Absperrorgan mit Spülung |
EP12197179.0 | 2012-12-14 | ||
PCT/EP2013/076589 WO2014091009A1 (de) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Absperrorgan mit spülung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104854386A CN104854386A (zh) | 2015-08-19 |
CN104854386B true CN104854386B (zh) | 2017-06-06 |
Family
ID=47520719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380065636.8A Active CN104854386B (zh) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | 带有冲洗作用的截流构件 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150316157A1 (zh) |
EP (2) | EP2743551A1 (zh) |
KR (1) | KR102220322B1 (zh) |
CN (1) | CN104854386B (zh) |
PL (1) | PL2932141T3 (zh) |
RU (1) | RU2643263C2 (zh) |
TW (1) | TWI625483B (zh) |
WO (1) | WO2014091009A1 (zh) |
ZA (1) | ZA201504154B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH708205A1 (de) * | 2013-06-12 | 2014-12-15 | Belimo Holding Ag | Regelhahn. |
KR101825220B1 (ko) * | 2017-08-07 | 2018-02-02 | (주)케이에스티플랜트 | 마이크로합금화 층이 형성된 메탈시트 볼밸브 장치 및 그 제작 방법 |
GB201713453D0 (en) | 2017-08-22 | 2017-10-04 | Cummins Ltd | Valve |
DE102018205557A1 (de) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Continental Automotive Gmbh | Dichtungsanordnung und Fluidventil |
CN109488780B (zh) * | 2019-01-01 | 2023-11-07 | 广州市昊封流体工程技术有限公司 | 一种无磨损防冲蚀离合阀 |
GB2585638A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-20 | Kraft Foods Schweiz Holding Gmbh | Print head and method for 3D printing and products obtained therefrom |
JP7368172B2 (ja) * | 2019-10-09 | 2023-10-24 | アズビル株式会社 | 回転バルブの洗浄方法およびバルブシステム |
EP3855051A1 (de) * | 2020-01-21 | 2021-07-28 | Aurotec GmbH | Ventil |
AT526289A1 (de) | 2022-07-14 | 2024-01-15 | Engel Austria Gmbh | Absperrorgan sowie Plastifizieraggregat und Formgebungsmaschine mit demselben |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2803426A (en) * | 1950-12-19 | 1957-08-20 | Zurik Shower Company De | Valves |
FR1142546A (fr) * | 1956-02-06 | 1957-09-19 | Vanne | |
DE1127853B (de) * | 1958-04-01 | 1962-04-19 | Hydraulik Gmbh | Dreh- oder Querschieber fuer kontinuierlich arbeitende Strang- oder Kabelummantelungspresse |
US3314645A (en) * | 1963-10-23 | 1967-04-18 | Westinghouse Air Brake Co | Angle cock |
US3552434A (en) * | 1969-04-18 | 1971-01-05 | Fwi Inc | Cammed plug valve |
US4103868A (en) * | 1976-12-29 | 1978-08-01 | Elkhart Brass Manufacturing Co., Inc. | Ball valve having an improved ball element design |
US4542878A (en) * | 1983-08-10 | 1985-09-24 | Jarecki Industries | Ball valve |
GB2376056A (en) * | 2001-02-24 | 2002-12-04 | Alan Frederick Rees | Off-centre valve |
CN202509164U (zh) * | 2011-09-02 | 2012-10-31 | 奥若泰克股份有限公司 | 制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置 |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3464494A (en) | 1967-07-07 | 1969-09-02 | Halliburton Co | Method of plugging earth formations with fluoride catalyzed silicic acid chemical grout |
DE2216615A1 (de) | 1972-04-06 | 1973-10-18 | Siemens Ag | Sicherheitsarmatur |
FR2192719A5 (zh) | 1972-07-11 | 1974-02-08 | Electricite De France | |
US3893469A (en) * | 1972-08-07 | 1975-07-08 | Brunswick Corp | Rotary plug valve |
US4036470A (en) * | 1973-05-09 | 1977-07-19 | Kieley & Mueller, Inc. | Cantilevered ball valve |
US4079854A (en) | 1976-08-09 | 1978-03-21 | Continental Disc Corporation | Rupture disc pressure relief device |
US5156186A (en) * | 1989-10-31 | 1992-10-20 | Manska Wayne E | Stopcock valve |
ATA53792A (de) | 1992-03-17 | 1995-02-15 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zur herstellung cellulosischer formkörper, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie verwendung einer spinnvorrichtung |
MY115308A (en) | 1993-05-24 | 2003-05-31 | Tencel Ltd | Spinning cell |
US5337776A (en) | 1993-05-24 | 1994-08-16 | Perry Michael R | Pipeline |
US5385332A (en) * | 1994-01-28 | 1995-01-31 | Johnston Pump/General Valve, Inc. | Flow stabilized, retractable seal, double-block and bleed plug valve |
RU94023969A (ru) * | 1994-06-24 | 1996-06-20 | В.Е. Стрекалов | Запорное устройство с шаровым затвором |
DE4433985A1 (de) | 1994-09-23 | 1996-03-28 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Kugelhahn |
AT402962B (de) | 1995-08-31 | 1997-10-27 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zum transportieren einer thermisch instabilen, viskosen masse |
AT408547B (de) | 1995-09-26 | 2001-12-27 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zum transportieren einer lösung von cellulose in einem wässrigen tertiären aminoxid |
US6065736A (en) * | 1996-10-15 | 2000-05-23 | Hunt; Kevin F. | Ball valve having a non-integral upstream seat and at least one integral downstream seat |
US6006938A (en) | 1997-09-18 | 1999-12-28 | Continental Disc Corporation | Enhanced reverse buckling rupture disc |
JP2000104837A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Miyairi Shoji Kk | ボールバルブ |
US6267353B1 (en) | 1999-04-19 | 2001-07-31 | Pbm, Inc. | Self draining valve |
US6220269B1 (en) | 1999-12-30 | 2001-04-24 | Process Equipment Inc. | Bursting disc assembly retaining ring with a clover leaf cutting pattern and projection |
DE10200405A1 (de) | 2002-01-08 | 2002-08-01 | Zimmer Ag | Spinnvorrichtung und -verfahren mit Kühlbeblasung |
US6974121B2 (en) * | 2002-03-19 | 2005-12-13 | Fisher Controls International, Inc. | Fluid flow control valve with bi-directional shutoff |
GB0326380D0 (en) | 2003-11-12 | 2003-12-17 | Elfab Ltd | Bursting disc device |
RU43330U1 (ru) * | 2004-07-26 | 2005-01-10 | Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" | Шаровой кран |
US20070029517A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Gemco Valve Company | Spherical disc valve configured for gravity fed powders |
GB0519834D0 (en) | 2005-09-29 | 2005-11-09 | Elfab Ltd | Bursting disc assembly |
GB2436126B (en) | 2006-03-16 | 2010-10-20 | Elfab Ltd | Safety pressure relief device |
US20080105845A1 (en) | 2006-11-07 | 2008-05-08 | Yeary & Associates, Inc. | Ball valve with flow-through feature |
JP2010112390A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Covalent Materials Corp | 減圧排気弁及びこの減圧排気弁を含む減圧排気機構を用いた減圧装置 |
US20110309280A1 (en) | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Wincek Christopher P | Self cleaning ball valve |
US20120217426A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Andrew James Berthelsen | Valve apparatus having a double-offset shaft connection |
-
2012
- 2012-12-14 EP EP12197179.0A patent/EP2743551A1/de not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-12-13 KR KR1020157018668A patent/KR102220322B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-13 US US14/650,166 patent/US20150316157A1/en not_active Abandoned
- 2013-12-13 EP EP13803076.2A patent/EP2932141B1/de active Active
- 2013-12-13 PL PL13803076T patent/PL2932141T3/pl unknown
- 2013-12-13 TW TW102146148A patent/TWI625483B/zh active
- 2013-12-13 WO PCT/EP2013/076589 patent/WO2014091009A1/de active Application Filing
- 2013-12-13 CN CN201380065636.8A patent/CN104854386B/zh active Active
- 2013-12-13 RU RU2015128259A patent/RU2643263C2/ru active
-
2015
- 2015-06-09 ZA ZA2015/04154A patent/ZA201504154B/en unknown
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2803426A (en) * | 1950-12-19 | 1957-08-20 | Zurik Shower Company De | Valves |
FR1142546A (fr) * | 1956-02-06 | 1957-09-19 | Vanne | |
DE1127853B (de) * | 1958-04-01 | 1962-04-19 | Hydraulik Gmbh | Dreh- oder Querschieber fuer kontinuierlich arbeitende Strang- oder Kabelummantelungspresse |
US3314645A (en) * | 1963-10-23 | 1967-04-18 | Westinghouse Air Brake Co | Angle cock |
US3552434A (en) * | 1969-04-18 | 1971-01-05 | Fwi Inc | Cammed plug valve |
US4103868A (en) * | 1976-12-29 | 1978-08-01 | Elkhart Brass Manufacturing Co., Inc. | Ball valve having an improved ball element design |
US4542878A (en) * | 1983-08-10 | 1985-09-24 | Jarecki Industries | Ball valve |
GB2376056A (en) * | 2001-02-24 | 2002-12-04 | Alan Frederick Rees | Off-centre valve |
CN202509164U (zh) * | 2011-09-02 | 2012-10-31 | 奥若泰克股份有限公司 | 制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014091009A1 (de) | 2014-06-19 |
CN104854386A (zh) | 2015-08-19 |
PL2932141T3 (pl) | 2019-04-30 |
TW201433725A (zh) | 2014-09-01 |
ZA201504154B (en) | 2016-04-28 |
US20150316157A1 (en) | 2015-11-05 |
RU2643263C2 (ru) | 2018-01-31 |
EP2932141A1 (de) | 2015-10-21 |
RU2015128259A (ru) | 2017-01-25 |
EP2932141B1 (de) | 2018-09-12 |
KR102220322B1 (ko) | 2021-02-25 |
TWI625483B (zh) | 2018-06-01 |
KR20150099550A (ko) | 2015-08-31 |
EP2743551A1 (de) | 2014-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104854386B (zh) | 带有冲洗作用的截流构件 | |
CA2046334C (en) | Ball valve | |
US11493145B2 (en) | Density-based fluid flow control device | |
CN109477583A (zh) | 蝶形阀 | |
CN100357641C (zh) | 具有注水功能的蝶阀 | |
US10722860B2 (en) | Mixing reactor and related process | |
CN104315889B (zh) | 石墨制三效圆块孔式换热器 | |
CN206429701U (zh) | 一种方向控制阀 | |
CN204127380U (zh) | 一种偏心旋转阀阀芯锁紧结构 | |
JP2510740B2 (ja) | ボ―ルバルブ | |
US20220195837A1 (en) | Fluid flow control devices and downhole floats | |
CN209115425U (zh) | 一种卸荷球阀 | |
CN106246934A (zh) | 一种阀门 | |
CN211059407U (zh) | 一种球阀 | |
CN207621356U (zh) | 一种衬氟节水阀门 | |
CN203309171U (zh) | 一种新型球阀 | |
US20230304377A1 (en) | Low-density floats including one or more hollow ceramic shells for use in a downhole environment | |
RU72291U1 (ru) | Полукорпус шиберной задвижки и шиберная задвижка | |
CN206221688U (zh) | 调节阀阀芯 | |
CN206972961U (zh) | 一种农用灌溉陶瓷芯球阀 | |
CN205824350U (zh) | 一种防盗阀门的锁闭装置 | |
CN206072441U (zh) | 一种多通路阀 | |
CN105040641A (zh) | 一种内外湖连通控制水流单向流动的坝体结构 | |
CN109281885A (zh) | 一种卸荷球阀 | |
CN205298588U (zh) | 一种蝶阀 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |