CN105090570B - 改进的流量阀和包括这种阀的用于生产三聚氰胺的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三通阀(1),其包括:界定混合室(3)的阀体(2);与所述混合室(3)流体连通的第一入口管口(4)、第二入口管口(5)和第三出口管口(6);可运动的控制杆(7);能被联接到所述控制杆(7)的开闭器(8),其中第一管口(4)和第三管口(6)与混合室(3)直接连通,控制杆(7)在第一位置和第二位置之间可运动,在第一位置,控制杆不直接作用在开闭器(8)上,在第二位置,控制杆直接作用在开闭器(8)上,开闭器(8)在第二入口管口(5)的关闭位置和打开位置之间可运动,在关闭位置和打开位置分别关闭或打开开口的第二入口管口(5)的通道光,开闭器(8)和控制杆(7)借助弹性件(9)相联接,并且其中:如果控制杆(7)处于第一位置,则开闭器(8)由于弹性件(9)的唯一的力被保持在选择性地关闭第二入口管口(5)的状态,以便当由所述流体对所述开闭器(8)施加的力超过弹性件(9)的反作用力时,能借助由第二入口管口(5)中引入的流体施加的力移动到打开位置,如果控制杆(7)处于第二位置,则控制杆直接作用在开闭器(8)上以便被保持在第二入口管口(5)被稳定关闭的状态。本发明的主题还是包括至少这种阀的通过高温分解尿素生产三聚氰胺的设备。

Description

改进的流量阀和包括这种阀的用于生产三聚氰胺的设备
技术领域
本发明涉及改进的流量阀,该流量阀在安装在被连接到用于生产三聚氰胺的反应器的管道上时是特别有用的;本发明还涉及包括这种阀的用于生产三聚氰胺的设备。
背景技术
已知:根据宏观反应(global reaction)(1)借助尿素的高温分解来生产三聚氰胺:
如已知的,所述反应大量地吸热。
用于将尿素转化为三聚氰胺的过程被分为以下两组:在高压下进行尿素的高温分解的过程,和在低压下进行尿素的高温分解的过程。
所述过程的技术细节是在文献中可获得的;因此,我们将不进一步专注于它们,除了指出:这两个过程在供给有熔融状态的尿素(urea)流和氨(ammonia)流(stream)的反应器中进行。
为了使已知设备的典型结构更清楚,将参考所附的图1。其中示出了反应器R,反应器连接到(relate to)被阀V1截断(intercepted)的主供给管道P。
主供给管道P被连接到:
-氨的供给管道IN1,在该供给管道上设有两个分开的阀:止回阀V11和截止阀V12;
--熔融尿素的供给管道IN2,在该供给管道上设有两个分开的阀:止回阀V21和截止阀V22。
对于每个管道IN1和IN2来说,止回阀(或单向阀)V11、V21在截止阀V12、V22的上游。
在熔融尿素IN2的供给管道上还设有再循环和/或洗涤分支OUT2,该洗涤分支被相关的阀23截断并如随后示出的、在通向反应器R的供给出于任何原因被中断时用于将熔融尿素运送到再循环回路中。
氨的供给管道IN1在阀V21的下游借助三通接头接合尿素的供给管道IN2,以供给如上所述的主管道P。
当(出于技术原因)必须中断尿素的供应时或出于其他原因缺少尿素时,截止阀V22被致动;同时,为了避免反应器的可能的回流(倒流)并保持主支路P的流通(fluxed),通过管道IN1氨的供给被保持通向反应器。
这意味着截止阀V22或止回阀V21都没有被流体流(根据要求是尿素或氨)经过。
这意味着发生故障的高风险,因为在阀V21和V22中流体停滞直到当对反应器R恢复适当供给时;为此,简短地描绘了尿素的非常高的结晶倾向,从而导致争论中的阻塞阀的风险。
另外,也不能考虑:只为了实现止回阀的内在功能(允许流体仅沿一个方向经过),暂时清空止回阀V21的回路下游;顺带提及,应该理解止回阀V21对于设备的安全来说是必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷。
特别是,本发明的目的在于提供一种阀和使用这种阀的设备,以便能避免阻塞现象或更通常的在停止供应尿素时发生的结垢。
这些和其他目的通过本发明的主题,即,根据所附各权利要求的方法、阀和设备而实现。
基于本发明的总构思是提供有两个入口和一个出口的三通阀,两个入口和一个出口一起实现了止回和截止的功能,同时利用适于当阀设置为用于截断进入流(例如尿素)时防止结垢的流体(例如氨)确保了阀的连续流。
本发明的其他主题是根据本发明的用于生产三聚氰胺的设备,该设备至少包括如上所述的阀和用于供给氨的一个回路和一个尿素回路,这两个回路都导向热解反应器:阀连接到氨的回路、尿素的回路以及反应器。
其他有利的特征是用于作为本文的整体部分的所附权利要求的主题。
附图说明
下面将参考非限制性的实例(其在附图中出于解释性的且非限制性的目的而被提供)来说明本发明。这些附图示出了本发明的一些方面和实施例,并且在适当情况下,用相同的附图标记来表示在不同附图中相同结构、组件、材料和/或类似元件。
在附图中:
图1示出根据现有技术的用于生产三聚氰胺的设备的一部分的图示;
图2、3、4示出第二管口(尿素入口)分别处于打开、选择性地关闭以及稳定关闭的状态的根据本发明的阀的侧剖视图;
图5示出根据本发明的用于生产三聚氰胺的设备的一部分的图示。
具体实施方式
虽然本发明能进行各种修改和做出替代性结构,但一些优选实施例在附图中示出并且将在下文详细地描述。
但是,应该期望不意图将本发明限制于所示的特定实施例,而是相反地意图覆盖落在如权利要求所限定的本发明的范围内的所有修改,替代性结构和等价替换。
用“例如”、“等”、“或”表示非排他性的替换而不进行限制,除非另有说明。
用“包括”表示“包含但不限于”,除非另有说明。
诸如“竖直”和“水平”、“上”和“下”的表述应参考安装状态(或操作状态)并参考在当前的措辞中通常的使用条件来理解,其中“竖直”表示与重力矢量“g”的方向基本平行的方向,并且水平表示与竖直垂直的方向。
参考图2-4,本发明的阀在这里用附图标记1表示。
所示的阀1特别是包括界定内部混合室3的阀体2的三通阀。
三个管口4、5和6与室3相关连(correlated),并与室3流体连通。
特别是,第一管口4和第二管口5是入口管口。
在使用期间,它们被用于分别用洗涤流体(例如氨)和工作流体(例如尿素)。
第三管口6是出口或排放管口,被用于联接(couple)到使用物(例如热解反应器的供应管或反应器自身)。
阀1还包括活动控制杆7,该活动控制杆由电动机、气动或液压致动器等驱动,或者甚至是手动驱动的,例如通过杠杆或手轮。
控制杆7在如图2和3中的不与开闭器8接触的第一位置和如图4中的与开闭器8接触的第二位置之间可运动。
如很快将变得更清楚的,在第二位置中,杆7直接抵靠开闭器8起作用,以便将其保持在稳定的关闭位置。
阀1实际上包括开闭器8,该开闭器能联接到所述控制杆7并用于打开/关闭第二管口5的通道光(passage light)。
顺便提及,应该观察到,在图示的实施例中,第一管口4和第三管口6与混合室3直接(或永久地或不中断地)流体连通:由此,期望表明开闭器8不作用于结果总是通向室3的两个管口4、6的各自通道光。
顺便提及,这不排除其他阀设置在连接到管口4、6的管道上。
回到开闭器8,其结果是在第二管口5的关闭位置(图3、4)和打开位置(图2)之间可运动,这相应地挡住第二管口5的通道光或打开第二管口5的通道光,该通道光优选是大体环形光(annular light),如图中所示的。
为此,开闭器8抵接在阀体2的壁上实现的、邻近管口5自身的出口位置的阀座。
阀1还包括联接到开闭器8和杆7的弹性件9(其在图示的非限制性的实施例中是螺旋弹簧)。
特别是,弹性件9与开闭器8的运动相反、沿着从其关闭位置导向打开位置的运动的方向起作用:换句话说,弹性件9通过将开闭器8推到管口5的关闭位置起作用。
由此,阀1的构造使其具有这样的可能性,即,用作(第二管口5的)止回阀和截止阀。
开闭器8的关闭位置实际上可被认为是“选择性地”(selectively)关闭(图3)和“稳定地”关闭(图4),开闭器也能处于打开位置(图2),但(由于弹性件9的反作用力)所述位置是不稳定的。
实际上,参考图3,当控制杆7处于第一位置时,开闭器8由于弹性件9的唯一的力将第二管口5保持处于选择性关闭的状态。
但是当在管口5中引入一定量的工作流体(例如尿素)时,如图2所示,其在开闭器8上施加一定的力。
当流体对开闭器8施加的力超过弹性件9的反作用力时,开闭器移动到打开位置(如图2所示)。
该位置是不稳定的,因为当流体的力不足(或低于一定程度)时,开闭器8受到弹性件9的推力返回到关闭位置。
在这种情况下获得阀1的止回(或单向)功能:当工作流体(例如,用于生产三聚氰胺的设备中的尿素)的力减小成低于一定阈值时,开闭器8关闭管口5;这确保了另一流体(如引入管口4中的洗涤流体或从管口6回流的液体)不能溢出到被连接到管口5的管道。
替代性地,如图4所示的,稳定的闭合位置在控制杆7处于第二位置时实现:在该状态下,杆直接作用在开闭器8上,以将第二管口5保持在稳定的关闭状态。
在该稳定关闭的状态,虽然在管口5中存在流体,但杆7阻止开闭器8打开。
应该注意,同时管口4总是打开的,就像管口6一样:这意味着如洗涤流体的流体,例如氨,在设备是用于生产三聚氰胺的设备的情况下能被连续地送到主体2的室3。
应该理解,在所示的优选实施例中,再循环管道10在管口5中开口:该管道10适于允许流体的量到达管口5以便再循环且发现开闭器8处于稳定关闭的状态(如图4所示),从而避免开闭器8自身和杆8的可能的应力。
另外,管道10允许进行管口5自身的洗涤:实际上,洗涤流体引入其中,开闭器8的洗涤能被完成,而且也在与室3相对的侧上进行洗涤(这也借助从管口4引入的流体进行洗涤)。
在其他实施例(未示出)中,管道10不直接在阀上开口,但在任何情况下(如仍在所描述的优选方案中那样)都与其流体连通,特别与管口5连通:例如管道10能在液压回路的分支上开口或在连接到管口5的管道上开口,而这没有超出直到现在所提供的教导。
现在参考图5的生产三聚氰胺的设备50,其中看到:
-反应器(51);
-止回和/或截止阀52,其设置在反应器51的入口处并连接到阀1的管口6,
-如所描述的阀1,
-洗涤流体例如氨的供给管道54,其连接于第一管口4并且插入(interposition)有截止和/或止回阀53以及洗涤流体的源(未示出),
-工作流体特别是尿素的供给管道57,其连接到阀1的管口5,
-连接到阀1的管道10的循环和/或洗涤回路56,在再循环管道上设置调节阀和/或截止阀56。
根据本发明的设备50的操作根据上面所述的是很清楚的
在正常操作期间,杆7处于提升位置;尿素借助供给管道57经过管口5被供给到阀1并将开闭器8保持在打开位置,同时,氨的流体的量经过管道54和管口4被提供到阀1。
一定量的氨和一定量的尿素在阀1的室3中混合在一起,并经过管口6被送到反应器51,以用于进行导致形成三聚氰胺的化学反应。
在发生尿素的供给中断的情况下,关闭8不在通过尿素的流被保持打开,而是将关闭(在弹簧9的力的作用下),从而防止氨溢出到尿素的管道57,结果腔3中的压力下降并且三聚氰胺从反应器回流。
此时,由于杆7能使开闭器8处于稳定关闭的状态,如上所述的。
当替代性地必须中断设备1的操作时,发生阻塞和结垢:开闭器8的杆7实际上移成稳定关闭的状态,因而关闭管口5的光并中断尿素的供给。
尿素能借助再循环管道10(其被连接到回路6)被保持循环,从而避免其沉淀或积垢。
替代性地或结合地,管道57能清空尿素,并且在其中能引入氨或其他洗涤流体,以便进行彻底的洗涤,从而也实现开闭器8的面对管口5的一侧的洗涤。
另一方面,开闭器8的在腔3的一侧上能发生堵塞和结垢,因为氨保持从管道54并从管口4被引入室3自身内。
被引入的氨洗涤腔3,防止开闭器结垢。
当经过管口6离开腔3时,氨被供给到反应器51,从而也执行对管口6和阀52自身的洗涤,从而同时防止反应器的回流。
因而实现了上面所列的目的。
目前为止所描述的一些修改显然是可行的。
例如,在所示实施例中,开闭器8是整体杯形的,杆7作用在杯的凹进部分中,但开闭器8和杆7以及相关的联接区域显然能是其他不同的形状。

Claims (7)

1.一种三通阀(1),其包括
-限定混合室(3)的阀体(2),
-与所述混合室(3)流体连通的第一入口管口(4)、第二入口管口(5)和第三出口管口(6),
-可位移的控制杆(7),
-联接到所述控制杆(7)的开闭器(8),
其特征在于
第一入口管口(4)和第三出口管口(6)与混合室(3)直接连通,
控制杆(7)在第一位置和第二位置之间可运动,在第一位置,控制杆不直接作用在开闭器(8)上,在第二位置,控制杆直接作用在开闭器(8)上,
开闭器(8)在第二入口管口(5)的关闭位置和打开位置之间可运动,在关闭位置和打开位置分别关闭或打开第二入口管口(5)的通道,
开闭器(8)和控制杆(7)借助弹性件(9)相联接,
其中:
如果控制杆(7)处于第一位置,则开闭器(8)由于弹性件(9)的唯一的力被保持在选择性地关闭第二入口管口(5)的状态,以便当由第二入口管口(5)中引入的流体对所述开闭器(8)施加的力超过弹性件(9)的反作用力时,能借助由所述流体施加的力移动到打开位置,
如果控制杆(7)处于第二位置,则控制杆直接作用在开闭器(8)上,以便将开闭器稳定地保持在第二入口管口(5)关闭的状态。
2.根据权利要求1所述的阀(1),其包括在所述第二入口管口(5)上开口的再循环管道和/或洗涤管道(10)。
3.根据权利要求1或2所述的阀(1),其中所述第一入口管口(4)和所述第三出口管口(6)在没有相应的开闭器的情况下通向混合室(3)。
4.根据权利要求1或2所述的阀(1),其中所述弹性件(9)是螺旋弹簧。
5.一种借助高温分解尿素来生产三聚氰胺的设备(50),其包括:
-热解反应器(51),
-根据前述权利要求中的一项或多项所述的三通阀(1),
-控制和/或截止阀(52),其被放置在反应器(51)的入口处并被连接到三通阀(1)的第三出口管口(6),
-氨的供给管道(54),其连接到三通阀(1)的第一入口管口(4),并且插入有截止和/或止回阀(53)并被连接到氨的源,
-尿素的供给管道,其连接到三通阀的第二入口管口(5),
-再循环和/或洗涤回路(56),其与三通阀(1)的第二入口管口(5)流体连通,其中调节和/或截止阀(56)定位在再循环和/或洗涤管道上。
6.根据权利要求5所述的设备(50),其中所述再循环和/或洗涤回路(56)被连接到根据权利要求2至4中的一项所述的阀。
7.根据权利要求6所述的设备(50),其中所述再循环和/或洗涤回路(56)被连接到在所述第二入口管口(5)上开口的所述再循环和/或洗涤管道(10)。
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