CN109506018B - 一体化程控阀组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体化程控阀组，包括：阀组本体；阀组本体上设置有若干个单元块，底部设置有若干个左右贯通于单元块的汇集流道；单元块内开设有前后贯通于单元块的进气流道和出气流道，以及若干个与汇集流道一一对应的支流道；每一支流道的一端均与出气流道连通，另一端均与相应的汇集流道连通，且每一支流道上均设置有可控阀门；单元块的表面上由开设进气流道、出气流道和汇集流道形成的开口上均设置有用于与外界连接的固定件。通过将复杂繁多的管道和阀门部件以单元块的模式集成于所述一体化程控阀组中，使得阀区结构紧凑、体积减少，便于模块化、撬装化、装备化以及车载化；节省了大量管道和管道接头，节约成本，密封性好，可靠性强，安全性高。

Description

一体化程控阀组

技术领域

本发明涉及集成式控制阀领域，具体涉及一体化程控阀组。

背景技术

随着半导体、氢燃料电池等行业的不断发展和进步，市场对包括氢气、氨气等高纯气体的需求量越来越大，质量要求也越来越高。除此之外，由于所使用的高纯气体的成本高昂且利用率不高，因此，相应气体的分离提纯和回收再利用也成为了企业关注的重点之一。

作为目前最为有效的气体深度分离提纯技术，变温吸附和变压吸附，其均利用携带有气体吸附质的分子筛在不同温度或压力的条件下对不同气体分子的吸附性能不同来达到混合气体中各组分分离提纯的目的。而随着对吸附质和吸附工艺的不断改进，变温吸附和变压吸附所能够实现的提纯率也越来越高，这也使得两种吸附技术逐渐成为了高纯度单一组分气体制备的主流技术。

以变压吸附技术为例，常见的变压吸附系统，根据实际工况的需要，通常由若干个吸附塔、连接与各吸附塔之间且用于气体流通的气体管线以及安装在各气体管线上且用于控制相应气体管线流断的若干个程控阀门。工作过程中，通过程控阀门控制气体管线的流通，并通过多个程控阀门之间的开启时序配合，从而调整各吸附塔所处的压力和工作状态，如吸附、解析、均压、解析/冲洗等，进而实现对气体的分离提纯。

通常，为了在原料气到产品气高度提纯的同时，保证原料气的处理量和产品气的收率，会在允许的范围内增加吸附塔数量来提升处理量和提纯效果，并增加相匹配的程控阀门和气体管线数量来增加均压次数以提高收率。从上述分析不难看出，在使用变温或变压吸附技术时，为了提高产品气的纯度以及收率，除了必要的工艺参数调整外，吸附设备的规模也必须相应地扩大；但设备大型化又带来了安装运输不便、现场架设施工量大、塔区和阀区占地面积大、设备无法拆装回收等问题。尤其是对于由程控阀门和气体管线组成的吸附塔控制装置，管线复杂化所带来的管道之间连接件过多，还带来以下问题：

第一、对焊接工艺要求高，在导致设备成本大幅提升的同时，并不能有效保证管道以及阀门之间连接的可靠性；

第二，焊缝多、法兰多，导致管线内壁不光滑，存在着如高气速气流摩擦引起火花等风险，安全性能差；

第三，管线路径长，控制设备多，不利与防腐、保温及伴热的设计，导致装置成本进一步增高；

第四，控制装置无法通过一体化工艺实现集成化和撬装化，加大了现场安装的工作量，增加了控制装置性能的不确定性，同时也严重隐形了控制装置的后期机动性和可重复利用率，导致整个吸附系统的总体投资剧增。

发明内容

本发明的目的在于：提供一体化程控阀组，通过一体成型的模块化阀控单元以及可由多个该单元集成组成的阀组，解决现有吸附塔控制装置占地面积大、管道繁多且无法有效实现撬装化的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一体化程控阀组，包括：阀组本体；所述阀组本体上设置有若干个单元块，所述阀组本体的底部设置有若干个贯通单元块左右两侧的汇集流道；每一所述单元块内开设有分别贯通单元块前后两端的进气流道和出气流道，以及若干个与汇集流道一一对应的支流道；每一所述支流道的一端均与出气流道连通，另一端均与相应的汇集流道连通，且每一所述支流道上均开设有用于连接外部可控阀门的连接口；所述单元块的表面上进气流道、出气流道和汇集流道开口处均设置有用于与外界连接的固定件。

进一步的，所有支流道之间相互平行，且每一支流道均为直角形流道。

更进一步的，所述可控阀门连接有外部动作机构，以实现阀门的开合。

再进一步的，可控阀门为角阀，且所述角阀设置于所述直角形流道的直角处。

优选的，所述直角形流道包括竖直设置于单元块内且与相应的汇集流道连通的竖直流道、水平设置于单元块内且与出气流道相连通的水平流道；所述竖直流道的向上延伸并于单元块的上表面形成连接口；所述角阀自连接口安装于竖直流道中，并能够使所述竖直流道和所述水平流道之间连通或隔断。

更为优选的，所述角阀包括阀芯、阀杆；所述阀芯安装于竖直流道中且与竖直流道之间成往复式动密封配合；所述阀杆固定于所述阀芯的顶部且延伸出连接口，以与外部动作机构连接，并将外部动作机构的竖直上下动作通过阀杆传递给阀芯。

优选的，所述直角形流道包括竖直设置于单元块内且与相应的汇集流道连通的竖直流道、水平设置于单元块内且与出气流道相连通的水平流道；所述水平流道的水平延伸并于单元块的侧面形成连接口；所述角阀自连接口安装于水平流道中，并能够使所述竖直流道和所述水平流道之间连通或隔断。

更为优选的，所述角阀包括阀芯、阀杆；所述阀芯安装于水平流道中且与水平流道之间成往复式动密封配合；所述阀杆固定于所述阀芯的顶部且延伸出连接口，以与外部动作机构连接，并将外部动作机构的竖直上下动作通过阀杆传递给阀芯。

更为优选的，所述阀芯为橡圈阀芯或陶瓷阀芯中的一种。

更为优选的，所述外部动作机构包括与阀杆连接的气动活塞和与气动活塞连接且用于控制气动活塞充/放气的电磁阀。

更为优选的，所述外部动作机构包括与阀杆连接的液压活塞和与液压活塞连接且用于控制液压活塞充/放液的电磁阀。

进一步的，多个单元块之间依次并列设置，且相邻两个所述单元块之间形成检修通道。

更进一步的，每一所述支流道与出气流道连接的一端均向单元块的表面延伸并在单元块表面形成辅助开口，且所述辅助开口上设置有用于与外界连接的固定件。

进一步的，每个所述固定件上设置有封堵组件或连通组件中任意一种。。

更进一步的，当所述固定件为法兰环时，所述封堵部件为与所述法兰环相匹配且能够实现密封的盲法兰。

更进一步的，所述固定件为螺纹接头时，所述封堵部件为与螺纹接头相匹配且能够实现密封的螺纹堵头。

进一步的，所述阀组本体的下方还集成有辅助管线层。

更进一步的，所述辅助管线层中至少设置有仪表空气流道和伴热流道，且所述空气流道和伴热流道均左右贯通于所述辅助管线层。

进一步的，所述一体化程控阀组通过机加工或一体成型工艺直接成型。

更进一步的，所述进气流道、出气流道、支流道和汇集流道均通过机加工直接成型于所述单元块内。

更进一步的，所述进气流道、出气流道、支流道和汇集流道均通过一体成型工艺直接成型于所述单元块内。

再进一步的，所述一体成型工艺为3D打印成型工艺或消失模成型工艺。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过将现有技术中复杂繁多的管道和阀门部件以单元块的模式集成于所述一体化程控阀组中，使得变压/变温吸附现场的阀区结构紧凑、体积减少，便于模块化、撬装化、装备化以及车载化；

2.利用在单元块内部直接开设或成型流道来替代现有技术中管道以及管道接头的组合，一方面，大幅节省了管道及相关部件的使用量，同时也减少了现场焊接的劳动量，显著地节约了阀区的建设成本；另一方面，利用上述集约式的设计，克服了现有技术中管道焊缝多、法兰多、静电跨接多所带来的成本增加以及连接可靠性降低的问题，同时由于不存在上述连接部位，阀组的流道内壁均为光滑洁净的流体通道，完全消除了因高速气流摩擦引起火花的安全性问题，从而允许大幅缩小流道直径，进一步提升了阀区阀组的小型化和集成化；

3.阀组内部各种流道均直接成型在相应的单元块之内，且各种流道之间无需通过如管道接头、法兰固定件等连接件进行固定连接，因此能够实现更好的密封性能，进而同时将泄漏量和不平衡力降到最小，克服了现有管阀之间通过连接件连接时所存在的密封性差的问题；

4.简化了可控阀门的组件，在保证其密封稳定性的同时，提高了可控阀门的可靠性；此外，还减少了可控阀门的组件数量，节约了可控阀门布置的成本；

5.通过进一步将现有吸附处理系统所用到的大部分管线均集成于一体化程控阀组中，形成一个整体，能够有效减少管路面积，便于防腐、保温以及伴热，尤其适用于严寒地区等工况恶恶劣的情况；而相关功能管线的统一集成，可实现吸附处理系统中阀区不封的工业化流水线生产，从而进一步降低了阀区的设置成本，同时还可以实现仪表空气管道、液压管道、伴热管道以及静电跨接的集成和一体化，解决了现有技术中阀区仅能依靠传统方式安装，效率低下，安装使用成本高且不能重复利用，不利于仪表驱动机构集成等问题。

附图说明

图1是本发明中一体化程控阀组的立体透视示意图；

图2是本发明中一体化程控阀组的俯视示意图。

图中标记为：1-单元块，2-支流道，3-汇集流道，4-开口，5-辅助管线层，6-进气流道，7-检修通道，8-辅助开口，9-出气流道，10-外部动作机构，11-可控阀门，12-固定件。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图以及实施例对本发明作详细说明。

实施例

参照图1和图2，本实施例所提供的一体化程控阀组，具体的，包括：阀组本体；所述阀组本体上设置有若干个单元块1，所述阀组本体的底部设置有若干个贯通单元块1左右两侧的汇集流道3；每一所述单元块1内开设有分别贯通单元块1前后两端的进气流道6和出气流道9，以及若干个与汇集流道3一一对应的支流道2；每一所述支流道2的一端均与出气流道9连通，另一端均与相应的汇集流道3连通，且每一所述支流道(2)上均开设有用于连接外部可控阀门11的连接口；；所述单元块1的表面上进气流道6、出气流道9和汇集流道3开口4处均设置有用于与外界连接的固定件12。

上述阀组本体一般选用承压强度为50kg级以上的合金材料制成，例如奥氏体不锈钢、高碳钢等。由上述阀组本体内各种流道的成型方法可以分为两类，第一为机加工，例如使用数控铣钻机直接在合金块内铣削出通孔或盲孔，以使合金块内形成与设计相对应的各种流道；第二为一体成型，例如使用消失模铸造工艺直接成型内部带有与设计相对应的各种流道的合金件，又例如使用金属3D打印成型工艺，直接打印成型出具有设计流道结构的合金件。需要注意的是，为了方便加工和保持阀组本体的应有的强度，进气流道6和出气流道9通常水平设置且两者之间相互平行，支流道2通常竖直设置，汇集流道3则通常水平设置于阀组本体的底部，上述支流道2和汇集流道3还于进气流道6和出气流道9之间均呈垂直关系；上述设置能够尽可能提高各流道在阀组本体内分布的均匀程度，进而保障了最终成型的一体化程控阀组的机械性能的可靠程度。此外，需要说明的是，成型后的进气流道6，其与其他流道之间，除特殊设计需要外，一般无直接的连通关系。

为了实现变压/变温吸附过程中的精准时序控制，上述可控阀门11一般采用通过气动、液动等方式驱动的切断阀，且主体切断结构通常为结构相对简单、易于自动化控制且可靠性相对较高的板式阀门，例如，闸阀、角阀等；其中，为闸阀时，对应的支流道2一般含有一水平段，且水平段上方开设有一使水平段与外接连通的安装孔，闸阀则穿过安装孔安装在单元块1上，并通过其阀芯对水平段流道的阻隔或开启来实现支流道2的关闭或开启；为角阀时，支流道2一般为可分为水平段和竖直段的直角流道，水平或竖直段中的一个延伸至板单元块1表面，然后自相应的延伸段将角阀安装于直角流道的直角处，从而使得角阀能够通过其阀芯对水平段流道或竖直段流道的封堵或开启来实现支流道2的关闭或开启。此外，所述气动或液动方式驱动一般是指采用带有气缸或液压缸的往复式活塞杆，然后通过电磁阀控制气缸或液压缸的加压或减压动作来实现活塞杆的往复运动，进而带动切断阀阀芯在其安装位置中来回运动以实现流道的截断(关闭)或开启；其中，电磁阀与外界用于程序化时序控制的DSC集散控制系统或PLC控制器相连接，以操作过程中实现自动化控制。

根据上述描述可知，根据设计不同的，进气流道6、出气流道9和每一汇集流道3均会在阀组本体的表面形成开口4，以供与吸附塔、原料供给管线、均压管线、产品收集管线、解析/冲洗管线等吸附过程中功能管线相连接，从而实现本实施例中一体化程控阀组对整个吸附处理系统的控制。这样的情况下，为了提高连接的便捷性和可靠性，所有的开口4处均设置有用于与外部功能管线相连接的固定件12；所述固定件12可以为法兰环、螺纹接头中的一种，且为了保证密封连接的可靠性，优选的为法兰环。

此外，需要结合整个吸附处理系统说明的是：

在本实施例中，所述阀组本体上设置的单元块1与吸附塔之间为一一对应关系，即一个单元块1所提供的流道以及可控阀门11与一个吸附塔对应，用于取代现有设计中对应用于该吸附塔的大部分连接管道和全部程控阀。具体连接和对应关系为，进气流道6的一端与吸附塔的塔底通过管道连通，另一端与原料气供给管线连通或者再通过三通阀同时与解析/冲洗管线连通，从而部分替代原有的原料气供给管线和解析/冲洗管线；出气管线的一端与吸附塔的塔顶通过管道连通，另一端则设置封堵部件密封，进而与阀组本体内的众多支流道2和汇集流道3一起，从而替代现有设计中出气管线以及若干均压管线所组成的管线网络，然后通过设置与支流道2上的可控阀门11替代原有的管线之间的程控阀起到对管线网络内部连通状态的调节；其余可能存在的吸附塔则与阀组本体上的单元块1按照上述方式一一连接。各吸附塔通过本实施例中一体化程控阀组接入后，根据实际使用需要，对阀组本体上的汇集流道3进行功能划分，如取其中一个汇集流道3作为产品收集流道而与外部的产品收集管线连通，取若干个汇集流道3，每个汇集管道的两端均使用封堵部件密封以形成若干个均压管道；其中，均压管道的数量需要根据吸附塔的数量和设计中均压过程的数量确定。

从上述可以看出，由于吸附系统中吸附塔数量不同以及吸附过程中均压等工艺要求不同，对一体化程控阀组中对应的支流道2、汇集流道3的数量要求也是不同的，这样就不利于所述一体化程控阀组的模块化和撬装化设计。为了解决此问题，本实施例中还提供了一种解决方案，即按照一定的尺寸和规格批量生产出适合撬装运输的模块化一体化程控阀组，例如，阀组本体上可以选择性地设置4～8个单元块1，对应地设置6～8个汇集流道3，并在每个单元块1内设置与汇集流道3数量相一直的支流道2；这种设置下，能够使得一体化程控阀组具有一定的规格，且尺寸和重量能够限制在一定的范围内，方便撬装运输。然后根据实际吸附系统的需求，有选择性地对已经制作好的一体化程控阀组进行组合使用；例如，现场有12个吸附塔，则可以将三个具有4个单元块1的一体化程控阀组的汇集流道3一一连通，也可以将两个具有6个单元块1的一体化程控阀组的汇集流道3一一连通，还可以将一个具有4个单元块1的一体化程控阀组和一个具有8个单元块1的一体化程控阀组的汇集流道3一一连通，以满足使用要求；又例如，系统实际需要8组均压管道，即要求每一单元块1内至少具有8个支流道2和与之对应的至少8个汇集流道3，则可以将三个具有4个汇集通道的一体化程控阀组的进气流道6和出气流道9一一连通，也可以两个具有6个汇集流道3的一体化程控阀组的进气流道6和初期流道一一连通，以满足均压管线和其他功能管线共同使用的要求；当然，如果对预制的一体化程控阀组中的汇集流道3以及相对应的支流道2使用不完时，仅需要将相应的汇集流道3的开口4密封并同时保持支流道2相应的可控阀门11保持闭合状态即可。上述解决方案，既能够满足撬装运输集约化的要求，又能够适应实际使用过程中的复杂设计要求，同时还能够利用制件大批量生产的优势，有效地降低所得到一体化程控阀组的成本。

前述中已经记载清楚了本实施例所提供的一体化程控阀组在吸附处理系统中的安装连接方式，而安装好的一体化程控阀组的在系统中的工作过程如下：

原料气通过外部设置的原料气管线经一体化程控阀组内的进气流道6从吸附塔塔底泵送入吸附塔，原料气经吸附塔吸附处理后，自吸附塔的顶部进入到一体化程控阀组的出气流道9中，然后一体化阀门上安装的若干个可控阀门11在预设时序程序下有有规律的进行打开，使得进入到出气流道9中的吸附后原料气有选择地进入到特定的支流道2中，并通过支流道2进入到汇集流道3中。如果该汇集流道3与外界产品气管线连通，则可以通过该汇集流道3对产品气进行收集；同样的，为了增加单位时间的原料气处理量，可以在吸附塔采取与上述过程相同的处理模式下，设置同时打开于产品气管线相连通的汇集流道3上的多个单元块1中与该汇集流道3连通的支流道2上的可控阀门11，从而使被多个吸附塔同时吸附处理得原料气通过同一汇集管道进行汇集并通过产品气管线实现。除了产品气收集外，为了提高产品气的收率，需要进行均压操作来进一步释放残留在吸附塔死空间内的残留气体，此时，则可以选择两个可以进行均压操作的吸附塔，然后选择一体化程控阀组上预设为均压管线用的一个汇集流道3流道，然后控制与该汇集流道3连通且与两个吸附塔分别对应的支流道2上的可控阀门11打开，并控制前述两个支流道2以外的支流道2上的可控阀门11关闭，从而使得被选择的两个吸附塔之间连通，从而进行均压操作。当吸附塔完成吸附和均压过程后需要进行解析以为下一次吸附循环做准备，则可以控制被解析的吸附塔在选择作为解析管线的汇集流道3上所对应的可控阀门11单独开启，然后通过与该汇集流道3向连接的外界减压回收装置的减压作用，使得待解析吸附塔能够单独完成解析过程；当然，若有多个吸附塔需要同时进行解析，则可以同时开启被选做，解析管线的汇集流道3上这些吸附塔各自对应的支流道2上的可控阀门11，从而使得多个吸附塔能够同时进行解析过程，而解析出来的废气则通过各自的支流道2汇聚于该汇集流道3总并最终通过外界减压回收装置实现废气回收。为了方便理解，上述描述中，将变压/变温吸附过程中的典型过程进行了拆解，并以拆解后的过程对本实施例中一体化程控阀组的工作原理和过程做了独立说明，但在实际吸附处理系统中，由于通常采用多个吸附塔进行组合，所以上述过程通常是同时存在且受预设控制程序控制的，而这一预设控制程序与现有技术中采用一般管道和程控阀所组成的阀控系统的设置和控制方式一致，因此可以参考现有技术，在此不做赘述。

本实施例中的一体化程控阀组通过将现有技术中复杂繁多管道和阀门部件以单元块1的模式集成于所述一体化程控阀组中，使得变压/变温吸附现场的阀区结构紧凑、体积减少，便于模块化、撬装化、装备化以及车载化。同时，利用在单元块1内部直接开设或成型流道来替代现有技术中管道以及管道接头的组合，一方面，大幅节省了管道及相关部件的使用量，同时也减少了现场焊接的劳动量，显著地节约了阀区的建设成本；另一方面，利用上述集约式的设计，克服了现有技术中管道焊缝多、法兰多、静电跨接多所带来的成本增加以及连接可靠性降低的问题，同时由于不存在上述连接部位，阀组的流道内壁均为光滑洁净的流体通道，完全消除了因高速气流摩擦引起火花的安全性问题，从而允许大幅缩小流道直径，进一步提升了阀区阀组的小型化和集成化。此外，阀组内部各种流道均直接成型在相应的单元块1之内，且各种流道之间无需通过如管道接头、法兰固定件12等连接件进行固定连接，因此能够实现更好的密封性能，进而同时将泄漏量和不平衡力降到最小，克服了现有管阀之间通过连接件连接时所存在的密封性差的问题。

进一步的，所有支流道2之间相互平行，且每一支流道2均为直角形流道。相对于其它异形的支流道2，直角形流道由一段水平流道和一段竖直流道组成，这样有利于直接采用技术相对较为成熟的机加工在阀组本体上进行开孔作业，一方面降低了成型难度并降低了一体化程控阀组的制作成本，另一方面提高了支流道2的加工精度，提高了一体化程控阀组在使用过程中的可靠性并减少了泄露和压降。此外，由于阀组本体的初始形状为一合金块，因此支流道2之间相互平行，能够提高支流道2间的阀组本体在尺寸上的均一性，从而能够减少成型后阀组本体内部的不均匀性，进而保证了阀组本体在形成流道后的自身强度和耐压能力。

更进一步的，所述可控阀门11连接有外部动作机构10，以实现阀门的开合。与现有技术相比较，本实施例中的一体化程控阀组上已经集成了可控阀门11，因此需要在可控阀门11上连接能够带动可控阀门11进行开合运动的外部动作机构10，如前述，该外部动作机构10一般是指采用带有气缸或液压缸的往复式活塞杆，然后通过电磁阀控制气缸或液压缸的加压或减压动作来实现活塞杆的往复运动，进而带动切断阀阀芯在其安装位置中来回运动以实现流道的截断(关闭)或开启；其中，电磁阀与外界用于程序化时序控制的DSC集散控制系统或PLC控制器相连接，以操作过程中实现自动化控制，这也是实现一体化程控阀组时序化自动控制的关键。

再进一步的，可控阀门11为角阀，且所述角阀设置于所述直角形流道的直角处。相对于采用其他阀门结构，在支流道2为直角形流道的情况下，采用角阀作为可控阀门11，一方面能够减少阀门部件，节约成本的同时提高阀门的可靠性，另一方面利用角阀阀芯与支流道2的水平或竖直流道之间的紧密配合，能够进一步地提高阀门密封的稳定性，从而较少泄露量。

根据上述角阀可以选择与支流道2中的水平流道或者竖直流道之间形成配合，以下提供两种角阀的安装方式：

第一种为，所述直角形流道包括竖直设置于单元块1内且与相应的汇集流道3连通的竖直流道、水平设置于单元块1内且与出气流道9相连通的水平流道；所述竖直流道的向上延伸并于单元块1的上表面形成连接口；所述角阀自连接口安装于竖直流道中，并能够使所述竖直流道和所述水平流道之间连通或隔断；该方式下，所述角阀包括阀芯、阀杆；所述阀芯安装于竖直流道中且与竖直流道之间成往复式动密封配合；所述阀杆固定于所述阀芯的顶部且延伸出连接口，以与外部动作机构10连接，并将外部动作机构10的竖直上下动作通过阀杆传递给阀芯。

第二中为，所述直角形流道包括竖直设置于单元块1内且与相应的汇集流道3连通的竖直流道、水平设置于单元块1内且与出气流道9相连通的水平流道；所述水平流道的水平延伸并于单元块1的侧面形成连接口；所述角阀自连接口安装于水平流道中，并能够使所述竖直流道和所述水平流道之间连通或隔断；该方式下，所述角阀包括阀芯、阀杆；所述阀芯安装于水平流道中且与水平流道之间成往复式动密封配合；所述阀杆固定于所述阀芯的顶部且延伸出连接口，以与外部动作机构10连接，并将外部动作机构10的竖直上下动作通过阀杆传递给阀芯。

对于上述角阀组成部件的具体选用，作为优选方案的，所述阀芯为橡圈阀芯或陶瓷阀芯中的一种。根据支流道2内承受压力的不同以及角阀开合频率的不同，承压小、开合频率低的支流道2上，可以选择橡圈阀芯以降低角阀成本，承压大、开合频率高的支流道2上，可以选择陶瓷阀芯以提高角阀的可靠性。

对于外部动作机构10及动作控制方式而言，作为优选方案的，有两种：

第一种为，所述外部动作机构10包括与阀杆连接的气动活塞和与气动活塞连接且用于控制气动活塞充/放气的电磁阀；第二种为，所述外部动作机构10包括与阀杆连接的液压活塞和与液压活塞连接且用于控制液压活塞充/放液的电磁阀。需要注意的是，该外部动作机构10通常直接安装于单元块1的表面，具体安装的方式，可以为但不限于，在单元块1对应安装位置设螺纹盲孔，然后外部动作机构10再安装固定于与前述螺纹盲孔固定连接的支架上。

为了便于对一体化程控阀组进行维护和维修，作为优选方案的，多个单元块1之间依次并列设置，且相邻两个所述单元块1之间形成检修通道7，以方便对一体化程控阀组的巡检和维护/维修。

同时，为了便于一体化程控阀组的功能扩展，每一所述支流道2与出气流道连接的一端均向单元块1的表面延伸并在单元块1表面形成辅助开口84，且所述辅助开口84上设置有用于与外界连接的固定件12。通过这些辅助开口84，可以在一体化程控阀组上引入相关的包括气体成本检测仪、温度检测仪、压力传感仪等检测设备，也可以做出进一步的包括外接气体管组、外接吸附辅助设备等外接扩展，从而扩大了一体化程控阀组可实现的功能范围，提高了一体化程控阀组的实用性。

对于阀组本体上所设置的开口4，并非每一个开口4都需要与外部的管线或设备相连接，因此需要在所有未使用的固定件12上均设置有封堵部件，以实现一体化程控阀组内部各种流道之间的的连通配合，进而保证一体化程控阀组对吸附塔各种工作状态的有效控制。

前述阀组本体表面的开口4上所设置的固定件12，可以为法兰环，也可以为螺纹接头，等。针对不同的固定件12，所需要的封堵部件也是不相同的；当所述固定件12为法兰环时，所述封堵部件为与法兰环相匹配且能够实现密封的盲法兰；当所述固定件12为螺纹接头时，所述封堵部件为与螺纹接头相匹配且能够实现密封的螺纹堵头。

变温/变压吸附过程中，除需要通过一体化程控阀组实现对吸附塔吸附过程进行时序控制外，流经一体化程控阀组的各类处理前、处理中或处理后气体，还需要相应保障措施，以保证吸附处理得顺利完成，因此，还可以在所述阀组本体的下方还集成有辅助管线层5，且所述辅助管线层5中至少设置有仪表空气流道和伴热流道，且所述空气流道和伴热流道均左右贯通于所述辅助管线层5。其中，仪表空气流道与外部动作机构10的气压缸或液压缸连通，用于通过气压泵或液压泵向外部动作机构10给予或抽离压力，如此便减少了仪表控制管道的用量；伴热流道则有两个作用，一个是将用于吸附塔加热或冷却的供热或冷却管道集成与一体化程控阀组上，进一步减少了吸附塔部设过程中所需要的管道用量，另一个则是可以通过热传递效应实现对一体化程控阀组的加热或冷却，从而实现对经过一体化程控阀组的各类气体的温度调控，进一步增加了对吸附处理系统工艺参数调整的手段。此外，将现有技术中所用到的大部分管线均集成于一体化程控阀组中，形成一个整体，能够有效减少管路面积，便于防腐、保温以及伴热，尤其适用于严寒地区等工况恶恶劣的情况；而相关功能管线的统一集成，可实现吸附处理系统中阀区不封的工业化流水线生产，从而进一步降低了阀区的设置成本，同时还可以实现仪表空气管道、液压管道、伴热管道以及静电跨接的集成和一体化，解决了现有技术中阀区仅能依靠传统方式安装，效率低下，安装使用成本高且不能重复利用，不利于仪表驱动机构集成等问题。

以上为本方案的主要特征及其有益效果，本行业的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方案的原理，在不脱离本方案精神和范围的前提下，本方案还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本方案要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (11)

1.一体化程控阀组，其特征在于，其应用于吸附塔控制装置中，包括：阀组本体；所述阀组本体上设置有若干个单元块(1)，所述阀组本体的底部设置有若干个贯通单元块(1)左右两侧的汇集流道(3)；每一所述单元块(1)内开设有分别贯通单元块(1)前后两端的进气流道(6)和出气流道(9)，以及若干个与汇集流道(3)一一对应的支流道(2)；每一所述支流道(2)的一端均与出气流道(9)连通，另一端均与相应的汇集流道(3)连通，且每一所述支流道(2)上均开设有用于连接外部可控阀门（11）的连接口；所述单元块(1)的表面上进气流道(6)、出气流道(9)和汇集流道(3)开口(4)处均设置有用于与外界连接的固定件(12)。

2.根据权利要求1所述的一体化程控阀组，其特征在于：所有支流道(2)之间相互平行，且每一支流道(2)均为直角形流道；所述直角形流道包括竖直设置于单元块(1)内且与相应的汇集流道(3)连通的竖直流道、水平设置于单元块(1)内且与出气流道(9)相连通的水平流道。

3.根据权利要求2所述的一体化程控阀组，其特征在于：可控阀门(11)为角阀，且所述角阀设置于所述直角形流道的直角处。

4.根据权利要求3所述的一体化程控阀组，其特征在于：

所述直角形流道包括竖直设置于单元块(1)内且与相应的汇集流道(3)连通的竖直流道、水平设置于单元块(1)内且与出气流道(9)相连通的水平流道；所述竖直流道的向上延伸并于单元块(1)的上表面形成连接口，所述角阀自连接口安装于竖直流道中，并能够使所述竖直流道和所述水平流道之间连通或隔断；

或，所述直角形流道包括竖直设置于单元块(1)内且与相应的汇集流道(3)连通的竖直流道、水平设置于单元块(1)内且与出气流道(9)相连通的水平流道；所述水平流道的水平延伸并于单元块(1)的侧面形成连接口，所述角阀自连接口安装于水平流道中，并能够使所述竖直流道和所述水平流道之间连通或隔断。

5.根据权利要求1所述的一体化程控阀组，其特征在于：每个所述固定件（12）上设置有封堵组件或连通组件中任意一种。

6.根据权利要求5所述的一体化程控阀组，其特征在于：当所述固定件(12)为法兰环时，所述封堵部件为与法兰环相匹配且能够实现密封的盲法兰；当所述固定件(12)为螺纹接头时，所述封堵部件为与螺纹接头相匹配且能够实现密封的螺纹堵头。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一体化程控阀组，其特征在于：多个单元块(1)之间依次并列设置，且相邻两个所述单元块(1)之间形成检修通道(7)。

8.根据权利要求7所述的一体化程控阀组，其特征在于：每一所述支流道(2)与出气流道（9）连接的一端均向单元块(1)的表面延伸并在单元块(1)表面形成辅助开口(8)，且所述辅助开口(8)上设置有用于与外界连接的固定件(12)。

9.根据权利要求1～6任一项所述的一体化程控阀组，其特征在于：所述阀组本体的下方还集成有辅助管线层(5)。

10.根据权利要求1～6任一项所述的一体化程控阀组，其特征在于：所述一体化程控阀组通过机加工成型。

11.根据权利要求1～6任一项所述的一体化程控阀组，其特征在于：所述一体化程控阀组通过一体成型工艺直接成型。

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