CN110296077A - 一种复杂浆料气动脉冲高压供料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，包括：驱动执行机构；供料机构，包括阀体和转子，所述转子设置在所述阀体内，所述转子包括一互通的容腔，所述阀体上包括若干介质进出口，所述转子转动使所述容腔依次将低压供料进出口、高压氧化剂双进口和物料氧化剂双出口导通；其中，所述转子由所述驱动执行机构提供转动驱动。本发明解决目前采用高压泵高压输送供料装置存在的不足，该装置结构精巧、密封性能可靠、集成度高、安装及维护简单。

Description

一种复杂浆料气动脉冲高压供料装置

技术领域

本发明涉及复杂组份有机垃圾超临界处理工艺用气动脉冲高压供料的技术领域，尤其是一种复杂浆料气动脉冲高压供料装置。

背景技术

超临界水氧化技术(SCWO：温度374℃/压力22.1MPa以上)是一种能够彻底分解各种有机物的新型氧化处理技术。其原理是利用具有特殊性质(与常温常压水完全不同的物理化学性质，典型的如比热容大、传热系数高、扩散系数大、离子积高、粘度低、介电常数小、电离常数小、密度小且随压力改变、与有机物和气体完全互溶等)的超临界水作为介质将物料中所含的有机物用氧气氧化生成水、二氧化碳、无机盐等无二次污染的可直接排放产物。因此，SCWO在环保、化工、核电、军工及新型材料合成等领域有很大的应用前景，尤其在环保领域，超临界水氧化技术作为一种安全、高效以及环境友好的“三废”处理技术越来越受到公众的青睐。超临界水氧化技术可处理液态、固液混合态等有机垃圾及含有持久难降解的有机物质的垃圾，尤其是市政污泥、废弃塑料、工业危废、生活垃圾等难以用传统降解方法处理的领域。

超临界处理工艺处理过程中，待处理的有机物料未进入超临界反应器之前，要通过一个或多个装置对粉碎-研磨细化-均质后的浆料进行输送，即送进高温、高压的超临界反应器，且输送的浆料要均匀弥散。但是目前的高压输送供料系统多采用高压柱塞泵供料，再单独向反应器里供高压氧化剂，这样供含有固体颗粒浆料的方式会带来供料压力不稳定、高压泵柱塞磨损较快、耗能较大、物料输送过程中氧化剂和物料不能有效混合等缺点，且系统复杂，可靠性低，使用寿命短。

发明内容

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

本发明的目的就是采用一种独特集成的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，解决目前采用高压泵高压输送供料装置存在的不足。且该装置结构精巧、密封性能可靠、集成度高、安装及维护简单。

为了实现上述发明目的，本发明公开揭示了一种复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，包括：

驱动执行机构；

供料机构，包括阀体和转子，所述转子设置在所述阀体内，所述转子包括一互通的容腔，所述阀体上包括若干介质进出口，所述转子转动使所述容腔依次将低压供料进出口、高压氧化剂双进口和物料氧化剂双出口导通；

其中，所述转子由所述驱动执行机构提供转动驱动。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述阀体的若干介质进出口包括：

互呈180°的所述低压供料进出口，互呈180°的所述高压氧化剂双进口，和互呈180°的所述物料氧化剂双出口。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述转子上的所述高压氧化剂双进口和所述物料氧化剂双出口与所述阀体接合位置包括一密封副，所述密封副包括：

密封片，配合O型密封圈实现所述接合处的密封。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述装置进一步包括密封压盖，通过连接件与所述阀体固定；

其中，所述密封片和所述密封压盖之间设有压缩弹簧。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述转子的摩擦动密封表面包括耐磨层，所述耐磨层表面设置有润滑层。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述密封片包括耐高温工程复合塑料。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述密封片为聚酰亚胺工程塑料。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述驱动执行机构包括电机和减速箱，对所述供料机构提供驱动。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

一支承机构，包括对所述减速器和所述电机支承的支架和对所述装置支承的固定座。

比较好的是，本发明进一步公开揭示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述转子呈圆柱状，通过转子底座轴承和转子轴轴承设置在所述阀体内，所述阀体顶部还通过一阀盖组合为一体。

本发明的供料装置通过单向旋转，实现不间断脉冲供料。

附图说明

现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1(1)所示为本发明的复杂浆料气动脉冲高压供料装置的主视图；

图1(2)是图1(1)的立体结构图；

图2(1)所示为图1(1)的右视图；

图2(2)是图1(2)的俯视图；

图3所示为图2的A-A剖视图；

图4所示为复杂浆料气动脉冲高压供料装置接口及内通道示意图；

图5(1)～5(4)所示为复杂浆料气动脉冲高压供料装置具体实施工作过程示意图；

图6是图2中B-B的剖视图；

图7是图3中C-C的剖视图。

附图标记

1――固定座

2――阀体

3――转子

4――复合塑料密封件

5――压缩弹簧

7――密封压盖

8――预紧螺钉

9――阀盖

10――转子底座轴承

11――第一O型密封圈

12――第二O型密封圈

14――第三O型密封圈

15――第四O型密封圈

16――转子轴轴承

17――支架

18――减速器

19――电机

20――电磁阀

21――供料机构

31――容腔

a――低压供料进口

b――低压供料出口

c、c’――高压氧化剂双进口

d、d’――物料氧化剂双出口

具体实施方式

本说明书公开了结合本发明特征的一或多个实施例。所公开的实施例仅仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由所附的权利要求是来限定。

说明书中引用的“一个实施例”、“一实施例”、“一示例性实施例”等等表明所述的实施例可以包括特殊特征、结构或特性，但所有实施例不必包含该特殊特征、结构或特性。此外，这些短语不必涉及相同的实施例。此外，在联系一实施例描述特殊特征、机构或特性时，就认为联系其他实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性在本领域的技术人员的知识范围之内。

此外，应理解，这里使用的空间描述(例如，之上、之下、上方、左边、右边、下方、顶部、底部、垂直、水平等等)仅用于说明的目的，且这里所描述的结构的实际实现方式可以是按任何定向或方式来在空间上排列。

本发明的复杂浆料气动脉冲高压供料装置包括支承机构、驱动执行机构和供料机构。

其中支承机构包括对减速器18和电机19起到支承作用的支架17，以及对整个装置起到支承作用的固定座1。电机19与减速器18相连，减速器18设置于支架17之上，支架17的下方设置有供料机构21，通过供料机构21下部的固定座1支撑在地面。

驱动执行机构由电机19和减速箱18组成，对供料机构21提供驱动动力。

供料机构21的具体组成请参见图4所示。

本发明的创新之处在于，在转子3上设有一互通的容腔31，在阀体2上开设有若干介质的进出口，通过转子的转动，实现所需浆料和氧化剂的混合输送和不间断脉冲供料。本发明的供料机构21包括以下组成：

低压供料进出口a和b，该低压供料进口a和出口b互呈180°；

高压氧化剂双进口c和cˊ，该高压氧化剂两进口c和进口c’互呈180°；

物料氧化剂双出口d和dˊ，该物料氧化剂混合后的两出口d和d’互呈180°；

上述共计6个进出口均开设在阀体2上，且位于同一平面上，并且按照一定的顺序设置，即第一位置是低压供料进口a和出口b位，第二位置是高压氧化剂双进口c和c’位，第三位置是物料氧化剂双出口d和d’位，由此，实现物料和氧化剂的混合输送。

请参考图3、6和7，进一步示意了本发明的结构。

圆柱状的转子3通过底部的转子底座轴承10和上部的转子轴轴承16，设置在阀体2上，阀体2顶部还设有阀盖9将整个装置组合一体。

由于氧化剂进口c和c’,以及之后的物料氧化剂双出口d和d’都是高压状态，为保证供料机构21的密封效果，在阀体2和转子3接触的该四个接合处设置密封副结构，该密封副结构采用的是在相结合的圆柱面上设置有复合塑料密封片4，该密封片4配合O型密封圈实现该四个位置的密封作用，具体来说，第一、第三O型密封圈11和14是设置于密封端盖7上开设的环形槽内，第二O型密封圈12置于密封片4上开设的环形槽内，第四密封圈15是置于阀体2上开设的环形槽内。

此外，为了防止密封副长期运行磨埙，导致高压密封可靠性降低，还在上述接合处的密封片4和密封压盖7之间的空间设有压缩弹簧5，补偿密封片4与转子的贴合力。

此外，通过预紧螺栓8将密封压盖7连接在阀体2上。

从图7可见，上述6个进出口之间有一定角度，高压氧化剂双进口c和cˊ、物料氧化剂双出口d和dˊ之间呈十字形交叉设置，低压供料进出口a和b与相邻的一组进出口之间夹角为45°(图示中，cˊ和d为相邻一组进出口，c和dˊ为相邻一组进出口)，也可以根据具体情况调整相邻组的夹角。

上述三组共计6个进出口皆由阀体2内转子3的转动实现切换，更进一步地说，转子3转动到一定位置，其容腔31将阀体2上的低压供料进出口a和b、高压氧化剂(可以是空气、氧气等)双进口c和c’，及浆料氧化剂混合双出口d和d’导通，因此，转子3位置的切换，实现浆料通过阀体2设置的低压供料进出口供料，高压氧化剂双进口供高压气体推动转子3的腔体里面浆料通过浆料氧化剂混合双出口d和d’进入反应器通道，转子3旋转一周供料四次。

此外，电磁阀20串联在高压氧化剂双进口c和cˊ的前端。

上述结构的供料机构21通过螺栓将其阀体2与底部的固定座1相连接，其转子3与电机19通过支架17相连接，并能驱动转子3按照要求进行旋转。

请进一步参见图5(1)～5(4)所示的复杂浆料气动脉冲高压供料装置具体实施工作过程。

具体为，当电动驱动执行机构带动转子旋转至图5(1)所示位置，低压供料进口a、b打开，通过外部的低压泵输送来的浆料从转子3的内部通道腔流过，经低压供料出口b流回浆状物料罐，经过极短时间转子3内部通道充满了浆料。

当转子3逆时针旋转45°，经图5(2)所示位置将物料转运至图5(3)所示位置，这个过程中，由于容腔31的位置变化，高压氧化剂双进口c、cˊ和物料氧化剂双出口d、dˊ处于关闭和密封状态；低压物料进口a、低压物料出口b由打开转为关闭，高压氧化剂双进口c、cˊ和物料氧化剂双出口d、dˊ形成通路，此时，串联在高压氧化剂双进口c、cˊ前面的电磁阀20迅速开启，高压氧化剂从高压氧化剂双进口c、cˊ进入，将通道内的浆料分成两路从物料氧化剂双出口d、dˊ冲出转子3，两路气、液混合浆料最终汇合冲入反应器通道内，起到对浆料的混合、输送及供应氧化剂的多重功效。

在极短的时间内物料输送完毕，并关闭电磁阀20，然后由旋转机构带动转子3继续逆时针旋转45°，经图5(4)所示位置空载转到图5(1)所示位置，此时，接通低压供料进出口a和b，继续输送浆料，同时转子3的通道内含有的高压氧化剂直接从物料出口通过物料回路管道排到浆料罐中，防止转子3内的高压空气对浆料输送产生阻碍。

至此，完成一个浆料输送过程，上述供料机构中，电机19带动转子3重复上述步骤，转子3每旋转一周，完成四次供料，实现了物料的脉冲式不间断输送。

如此单向旋转，实现不间断脉冲供料。具体单位时间内供料多少可以在气动脉冲高压供料装置设计制作时调节转子3的容腔大小等保证。

本发明的复杂浆料气动脉冲高压供料装置输送的浆料可以是固液混合物、液体等，且输送是靠转子3内腔体的高压、低压相互转换输送，温度高、压力大及输送介质有时较复杂等，对供料装置阀体、转子、密封单元要求高。

本装置设计时采用了新材料和新工艺，如为保证高压密封，装置采用软密封，转子为金属材质，转子摩擦动密封表面采用磁控溅射或纳米喷涂等技术镀一层耐磨层，然后再在耐磨层表面镀一层自润滑层；密封机构的密封副采用耐高温工程复合塑料(不限于聚酰亚胺工程塑料)制作，该耐高温工程复合塑料成型时填充有自润滑材料。为保证高压密封和表面耐磨，该耐高温工程复合塑料与压缩后的压缩弹簧一同固定在阀体上来实现，利用压缩弹簧的预压力保证密封机构密封副和转子表面紧密贴合。经过长时间应用密封副磨损较严重时，达不到高压密封效果后，可以拆掉螺钉及压缩弹簧，只需更换耐高温工程复合塑料密封件即可，这样既维护方便，又能降低维护成本。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (10)

1.一种复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，包括：

驱动执行机构；

供料机构，包括阀体和转子，所述转子设置在所述阀体内，所述转子包括一互通的容腔，所述阀体上包括若干介质进出口，所述转子转动使所述容腔依次将低压供料进出口、高压氧化剂双进口和物料氧化剂双出口导通；

其中，所述转子由所述驱动执行机构提供转动驱动。

2.根据权利要求1所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述阀体的若干介质进出口包括：

互呈180°的所述低压供料进出口，互呈180°的所述高压氧化剂双进口，和互呈180°的所述物料氧化剂双出口。

3.根据权利要求2所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，

所述转子上的所述高压氧化剂双进口和所述物料氧化剂双出口与所述阀体接合位置包括密封副，所述密封副包括：

密封片，配合O型密封圈实现所述接合处的密封。

4.根据权利要求3所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

密封压盖，通过连接件与所述阀体固定；

其中，所述密封片和所述密封压盖之间设有压缩弹簧。

5.根据权利要求4所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，

所述转子的摩擦动密封表面包括耐磨层，所述耐磨层表面设置有润滑层。

6.根据权利要求5所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，

所述密封片包括耐高温工程复合塑料。

7.根据权利要求6所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，

所述密封片为聚酰亚胺工程塑料。

8.根据权利要求7所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，

所述驱动执行机构包括电机和减速箱，对所述供料机构提供驱动。

9.根据权利要求8所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

一支承机构，包括对所述减速器和所述电机支承的支架和对所述装置支承的固定座。

10.根据权利要求9所述的复杂浆料气动脉冲高压供料装置，其特征在于，

所述转子呈圆柱状，通过转子底座轴承和转子轴轴承设置在所述阀体内，所述阀体顶部还通过一阀盖组合为一体。