CN114623251A - 一种双杆单闸板裂解气阀 - Google Patents

Abstract

一种双杆单闸板裂解气阀，包括阀体机构、闸板机构和推力转换装置；阀体机构包括上壳体、下壳体、主阀体、固定阀座、浮动阀座、波纹管组件和阀盖；上壳体和下壳体之间连接有主阀体，上壳体、下壳体和主阀体之间围成用于闸板机构前后移动开阀或关阀的阀腔，闸板机构包括阀笼组件和闸板，闸板为单向闸板，由密封板和推块组成，密封板的上方压设有浮动阀座；通过外置的推力转换装置，将动力机构推动的直线运动转化为推杆和阀杆的同步或者相对动作，实现阀门的开阀、关阀及撑开动作，能够彻底解决单杆驱动的运行卡阻问题。波纹管作为一个储能元件，浮动阀座内部碟簧和波纹管组件一起提供开位的密封力，能有效增强开位的密封性能，提高阀腔的清洁程度。

Description

一种双杆单闸板裂解气阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体说的是一种双杆单闸板裂解气阀。

背景技术

裂解气阀是裂解炉的关键设备之一，安装在裂解炉出口的裂解气管线上，起到切断裂解气通往下游汽油分馏塔或燃料油汽提塔通路的作用。裂解气大阀的密封及开关对乙烯装置的平稳安全运行有重要影响。

目前市场上的裂解气大阀易出现开关困难、卡滞、密封面划伤、密封不严等问题，非大修期间如果出现卡滞，需要多人采用手动机械方式操作阀门数小时，费时费力。多年使用情况来看，未找到有效避免这些问题的方法，一般通过拆解检修解决。目前，国内化工企业乙烯装置的阀门，一般采用进口Z&J公司平行双闸板阀，但是存在一定的不足和缺陷：

1、开位时，膨胀节内部结焦严重，导致物料不能排除，长期积存增加高波纹管胀裂的风险，且膨胀节内积料后膨胀节难发挥作用使开位密封不严。从而导致阀腔内进入焦油等杂质影响阀门的工作。

2、密封面冲刷破损，急冷油泄漏入阀腔，防焦蒸汽压差难以建立等，造成开关过程加长，开关困难等，裂解气阀门切换过程出现卡阻和拉伤。

3、阀门出现过机械连杆卡涩或拉断的现象。通常的处理方式为大检修期间对密封面进行修复或维护，开关过程中对阀体进行局部加热，将阀体中的急冷油排出以减少开关时间，降低开关难度，对吹扫蒸汽管路进行定期维护，保证蒸汽吹扫的持续。

发明内容

为解决上述技术技术，本发明提供一种双杆单闸板裂解气阀，通过推力转换装置和闸板机构，完成阀门的开阀、关阀和撑开动作，彻底解决单杆驱动的卡阻问题。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种双杆单闸板裂解气阀，包括阀体机构、闸板机构和推力转换装置；

所述的阀体机构包括上壳体、下壳体、主阀体、固定阀座、浮动阀座、波纹管组件和阀盖；上壳体和下壳体之间连接有主阀体，上壳体、下壳体和主阀体之间围成用于闸板机构前后移动开阀或关阀的阀腔，阀盖固定安装在主阀体上，阀盖内安装有波纹管组件，压缩后的波纹管组件的下表面与主阀体内的浮动阀座接触，浮动阀座上开设有凹槽，凹槽内安装有碟簧组，碟簧组由阀盖预压紧，浮动阀座的下表面与闸板机构接触设置，阀盖、波纹管组件和浮动阀座对应安装组成进料腔；

所述的闸板机构包括阀笼组件和闸板，闸板为单向闸板，由密封板和推块组成，阀笼组件上设有与密封板相配合的关阀腔，在密封板的下方固定安装推块，推块位于关阀腔内，密封板的上方压设有浮动阀座；

所述的推力转换装置包括推杆、阀杆、楔形块和转换组件，推杆套在阀杆外侧，套成一体的推杆和阀杆的一端与位于阀腔外侧的转换组件连接，另一端伸入至阀腔内，推杆的另一端与阀笼组件相连接，阀杆的另一端再伸入阀板机构关阀腔内并，与楔形块的大端连接，楔形块上表面与推块的下表面相具有相配合的斜面，转换组件经动力机构驱动，在关阀时，转换组件带动推杆和阀杆共同运动，当到达关位，带动阀杆单独运动，将密封板顶起，在开阀时，转换组件先带动阀杆脱开，随后带动阀杆和推杆共同运动。

进一步，在关阀腔的腔底设有导向块，在导向块上表面开设有用于放置楔形块并与楔形块相配合的导向槽。

进一步，转换组件包括转换支架、推力转换器、丝杆和压紧盘，在转换支架内设有推力转换器、丝杆和压紧盘，推力转换器包括碟簧导向杆、滑块、碟簧组和调节螺母，滑块有三个平行的轴孔，中间孔一侧与阀杆连接，另一侧与由动力机构驱动的丝杠连接，两侧孔内部装有预压缩的碟簧组，碟簧导向杆的头部卡在滑块上，杆部穿过碟簧组进行导向，在碟簧导向杆上还固定有对碟簧组进行预压缩的压块组件，伸出滑块的碟簧导向杆接触压紧盘设置，压紧盘固定套接在推杆上，转换支架的左侧设有对压紧盘进行限位的左限位块。

进一步，丝杆和阀杆在中间孔由抱卡抱紧连接为一体。

进一步，压块组件由压块和调节螺母组成，在碟簧导向杆的表面设有相配合的螺纹。

进一步，伸出滑块的碟簧导向杆的端部设有外螺纹，其上套设有调节套和锁紧套。

进一步，关阀腔上开设有与阀笼组件外侧相连通的排污口。

进一步，阀腔内还固定有护板，护板的下表面与闸板的上表面间隙配合。

进一步，阀盖上设有对准波纹管设置的吹扫口。

进一步，推杆和阀杆之间设有填料函组件。

本发明有益效果是：

1、本发明中通过外置的推力转换装置，将动力机构推动的直线运动转化为推杆和阀杆的同步或者相对动作，实现阀门的开阀、关阀及撑开动作，能够彻底解决单杆驱动的运行卡阻问题。同时，采用浮动阀座和波纹管组件，波纹管作为一个储能元件，浮动阀座内部碟簧和波纹管组件一起提供开位的密封力，能有效增强开位的密封性能，提高阀腔的清洁程度。常用的是双侧均有闸板，而本发明采用单侧闸板，在关位的时候无需考虑另一面的密封性能，提高了密封性能。

2、公知的双平板闸阀，转换器碟簧处于阀腔内部，使用工况为高温。本发明将能量转换器外置，安装在执行机构转换支架上，碟簧工况变为常温，延长了碟簧的使用寿命。同时滑块外置能够实现碟簧在线调节和更换，而且限位调节方便，能更清楚直观地观察阀门运动过程，大大节约成本。

3、与双平板闸阀不同之处，在检修过程中，固定阀座和浮动阀座是单独的零件，若检修时密封面需要补焊，只需对单独零件修补或者替换零件，大大减少了检修的难度，缩短了检修周期。

附图说明

图1为本发明的整体图；

图2为本发明的局部放大剖视图；

图3为本发明的推力转换器示意图；

图4为本发明的推力转换装置行进过程状态图；

图5为本发明的推力转换装置到达关位状态图；

图6为本发明的推力转换装置到达开位状态图；

图7为本发明的阀笼组件图；

图示标记：1，下壳体，2，主阀体，3，上壳体，4、阀盖，5、固定阀座，6、阀笼组件，7、转换支架，8、波纹管组件，9、楔形块，10、闸板，11、销轴，12、浮动阀座，13、护板，14、阀杆，15、推杆，16、推力转换器，17、丝杠，18、缠绕垫，19、方形垫，20、压紧盘，101、排污口，301、填料函结构，140、填料函组件，401、吹扫口，160、碟簧导向杆，161、滑块，162、抱卡，163、碟簧组，164、调节螺母，165、锁紧套，166、调节套，601、通孔，602、孔，603、导向槽，604、加强筋，605、压块，701、左限位块，702、右限位块，121、碟簧组。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明提供一种新型双杆单闸板裂解气阀，包括阀体机构、闸板机构和推力转换装置。

所述的阀体机构包括上壳体3、主阀体2、下壳体1、阀盖4、固定阀座5、浮动阀座12和波纹管组件8。上壳体3和下壳体之间连接有主阀体2，连接可采用法兰结构连接，在连接处垫有方形垫19，上壳体3、下壳体1和主阀体2之间围成用于闸板机构前后移动开阀或关阀的阀腔，阀盖4固定安装在主阀体2上，可采用螺栓连接，阀盖内安装有波纹管组件8，压缩后的波纹管组件的下表面与主阀体2内的浮动阀座12接触，浮动阀座12的上表面上开设有凹槽，凹槽内安装有碟簧组121，碟簧组121由阀盖预压紧，浮动阀座12的下表面与闸板机构接触设置，阀盖4、波纹管组件8和浮动阀座12对应安装组成进料腔，当固定阀座5和浮动阀座12联通时，处于开阀状态，浮动阀座12由闸板密封时，处于关阀状态。

主阀体2为优化设计铸造件，强度和刚度好，能够承受密封力和较大管线载荷的作用，主体内部两侧带有导向带，在阀笼组件6的移动过程中起导向作用，能保证阀笼组件6在阀体内平稳运动。上壳体3和下壳体1和主体阀2之间通过方法兰连接，由方形垫片19进行密封。主阀体2和阀盖4法兰连接，由缠绕垫18密封。主阀体2底部法兰盘侧面开有上游泄放口201。

需要说明的是，波纹管组件8安装在主阀体2和阀盖4的内部，波纹管组件8和安装在浮动阀座12的碟簧组121共同提供阀门开阀位的密封力，阀盖4上设置专门的波纹管吹扫口401，工作过程中持续通蒸汽，维持阀腔的蒸汽压力同时能起到辅助密封和吹扫防波纹管组件8结焦作用。

需要说明的是，上壳体3的端部焊有填料函结构301，用于推杆15和阀体的密封。

需要说明的是：下壳体1的底部端面开有蒸汽排放口以及排污口101，蒸汽排放口外部有限流孔板，正常运行中维持阀腔内保持一定的压力，防止结焦，排污口设置可拆卸法兰盖，检修时打开，排掉阀腔内污物。

需要说明的是，在主阀体2和上壳体3连接处的阀腔内设置护板13，主阀体2与护板13通过螺钉紧固，避免圆形闸板10的倾斜脱落，保证运动过程中的稳定。主阀体2两侧边设计有导向带，用于阀笼组件6在阀体内运动时导向。

需要说明的是，固定阀座5与主阀体2通过密封焊焊接在一起。固定阀座5分体设计，增加了使用的互换性。浮动阀座12和波纹管组件8安装在阀盖4和阀笼组件6之间，波纹管组件8的上部贴紧阀盖的凹槽，下部与浮动阀座12的顶部贴紧。

闸板机构包括阀笼组件6和闸板10，闸板10为单向闸板，由密封板和推块组成，阀笼组件上设有与密封板相配合的关阀腔，在密封板的下方固定安装有设置在关阀腔内的推块，密封板的上方压设有浮动阀座12，闸板10通过推动抬起，进一步顶压浮动阀座，起到密封作用，关阀腔的下侧固定阀座5上方的阀笼组件底面为密封面，不需要设置闸板。

需要说明的是，浮动阀座12底面与阀笼组件6贴合。浮动阀座12内部装有碟簧组121。在开阀位浮动阀座碟簧组121和波纹管组件8一起提供开位密封力。

需要说明的是：阀笼组件6整体为焊合件，在关位的一侧装有圆形活动闸板10，关位的关阀腔内焊接有导向槽603，楔形块9放在导向槽603内。楔形块9斜面与圆形闸板10的斜面接触形成楔形增力，通过楔形块9将轴向力传递给圆形闸板10，使圆形闸板10上移与浮动阀座12底面贴紧，形成主动关位密封。

需要说明的是：阀笼组件6关位放置闸板处开有若干孔602，防止杂质的堆积，在阀笼组件的关位圆筒上打有通孔601，用于排出堆积的灰尘等杂质。阀笼组件底部有加强筋604，阀笼组件的侧面设有压块605用于与推杆15连接，在中部设置用于阀杆14穿入阀笼组件关阀腔内的通孔。

需要说明的是：阀杆14穿过阀笼组件6内与销轴11螺纹连接，销轴11安装在楔形块9内部圆孔中，通过销轴将力传递给楔形块9，实现阀门的开关。

需要说明的是：推杆15与阀笼组件6之间通过压块605连接，由螺柱和螺母进行压紧。

推力转换装置包括推杆15、阀杆14、楔形块9和转换组件，推杆15套在阀杆14外侧，套成一体的推杆15和阀杆14的一端与位于阀腔外侧的转换组件连接，另一端伸入至阀腔内，推杆的另一端与阀笼组件6相连接，阀杆14的另一端再伸入关阀腔内并与楔形块9的大端连接，楔形块9上表面与推块的下表面相具有相配合的斜面，转换组件经动力机构驱动，在关阀时，转换组件带动推杆和阀杆共同运动，当到达关位，带动阀杆14单独运动，将密封板顶起，在开阀时，转换组件先带动阀杆14脱开，随后带动阀杆14和推杆15共同运动。

需要说明的是，转换组件包括转换支架7、推力转换器16、丝杆17和压紧盘20，推力转换器16包括碟簧导向杆160、滑块161，抱卡162、碟簧组163、调节螺母164、锁紧套165、调节套166。滑块161有三个平行的轴孔，中间孔一侧与阀杆14连接，另一侧与丝杠17连接，位于滑块161中孔内的阀杆14与丝杆17可由抱卡162固定抱紧为一体，两侧孔内部装有碟簧组163。在碟簧导向杆160上还固定有对碟簧组进行预压缩的压块组件，压块组件可采用调节螺母164，可调节碟簧组163的预压缩量，伸出滑块的碟簧导向杆160对应压紧盘20设置，当未安装调节套166时，其杆端部与压紧盘20接触，当安装调节套166时，由调节套166与压紧盘20接触，由碟簧导向杆160对压紧盘20进行施力，压紧盘20固定套接在推杆15上，转换支架的左侧设有对压紧盘进行限位的左限位块701，右侧设有对滑块进行限位的右限位块702，关阀时，当压紧盘20接触到左限位块701，推杆继续受力，碟簧组163压缩，阀杆14向前继续移动，将闸板10顶起，开阀时，滑块接触到右限位块702，即限位开关时，动力机构停止运动。碟簧组163由碟簧导向杆160导向，调节套166和锁紧套165安装在碟簧导向杆160的螺纹端，调节套166贴紧压紧盘20，可通过调节套166调节阀杆14的推进量。

需要说明的是，楔形块和推块相配合斜面加工精度不高或者来回运动过程中斜面有磨损，那么楔形块和与楔形块相配的浮动阀板的位置就会发生变化，位置置变化的调整，就可以通过调节套在阀体的外面进行调节，把阀体内部的加工或者安装的累计误差转移到阀体的外部进行调整，调节更方便。

需要说明的是，在关阀过程中，动力机构通过丝杠17将旋转运动转化为直线运动，带动推力装换器16向前运动，当执行机构的推力小于推力转换器16设定的推力时，动力机构通过推力转换器16推动推杆15，进而推动阀笼组件6使阀杆14和推杆15一起运动，到达关位。当动力机构的推力大于推力转换器16设定的推力时，执行机构通过推力转换器16推动阀杆14（此时推杆15不动）继续向前运动，楔紧实现二次密封。

需要说明的是：推杆15的一端设有螺纹段，螺纹段上面安装有压紧盘20，在关阀时，当压紧盘20碰到转换支架7上的关位限位后，推杆15停止运动，

需要说明的是，开阀时，执行机构先通过转换器16带动阀杆14脱开，此时推杆15不动，阀杆14脱开后，拉动阀笼组件一起运动，同时带动与阀笼组件连接的推杆15运动，推杆15到达转换支架7上的开阀限位后停止。

需要说明的是，推力转换器16在转换支架7内来回运动，滑块161两侧设有凹槽，与转换支架7的导轨配合。推力转换器16的后面设计有防转块23，防止丝杠17的转动。

需要说明的是，推杆15和阀杆14之间通过填料函组件140保证密封，通过盘根和防尘套进行防尘。

需要说明的是，转换支架7前后上安装有限位螺钉和螺母，阀门在整个开关运动过程中，碰到限位开关阀门即停止运动。限位放置在外侧方便进行调节。

需要说明的是：推力转换器16中的两碟簧组163由多片碟簧对合而成，能满足关阀及撑开时载荷及位移的要求。

以上对本发明一种新型的双杆单闸板裂解气阀进行了详细介绍，并对工作原理和具体实施方式进行了阐述。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单的修该、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双杆单闸板裂解气阀，包括阀体机构、闸板机构和推力转换装置，其特征在于：

所述的阀体机构包括上壳体、下壳体、主阀体、固定阀座、浮动阀座、波纹管组件和阀盖；上壳体和下壳体之间连接有主阀体，上壳体、下壳体和主阀体之间围成用于闸板机构前后移动开阀或关阀的阀腔，阀盖固定安装在主阀体上，阀盖内安装有波纹管组件，压缩后的波纹管组件的下表面与主阀体内的浮动阀座接触，浮动阀座上开设有凹槽，凹槽内安装有碟簧组，碟簧组由阀盖预压紧，浮动阀座的下表面与闸板机构接触设置，阀盖、波纹管组件和浮动阀座对应安装组成进料腔；

所述的闸板机构包括阀笼组件和闸板，闸板为单向闸板，由密封板和推块组成，阀笼组件上设有与密封板相配合的关阀腔，在密封板的下方固定安装推块，推块位于关阀腔内，密封板的上方压设有浮动阀座；

所述的推力转换装置包括推杆、阀杆、楔形块和转换组件，推杆套在阀杆外侧，套成一体的推杆和阀杆的一端与位于阀腔外侧的转换组件连接，另一端伸入至阀腔内，推杆的另一端与阀笼组件相连接，阀杆的另一端再伸入阀板机构关阀腔内，并与楔形块的大端连接，楔形块上表面与推块的下表面相具有相配合的斜面，转换组件经动力机构驱动，在关阀时，转换组件带动推杆和阀杆共同运动，当到达关位，带动阀杆单独运动，将密封板顶起，在开阀时，转换组件先带动阀杆脱开，随后带动阀杆和推杆共同运动。

2.如权利要求1所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：在关阀腔的腔底设有导向块，在导向块上表面开设有用于放置楔形块并与楔形块相配合的导向槽。

3.如权利要求1所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：转换组件包括转换支架、推力转换器、丝杆和压紧盘，在转换支架内设有推力转换器、丝杆和压紧盘，推力转换器包括碟簧导向杆、滑块、碟簧组和调节螺母，滑块有三个平行的轴孔，中间孔一侧与阀杆连接，另一侧与由动力机构驱动的丝杠连接，两侧孔内部装有预压缩的碟簧组，碟簧导向杆的头部卡在滑块上，杆部穿过碟簧组进行导向，在碟簧导向杆上还固定有对碟簧组进行预压缩的压块组件，伸出滑块的碟簧导向杆接触压紧盘设置，压紧盘固定套接在推杆上，转换支架的左侧设有对压紧盘进行限位的左限位块。

4.如权利要求3所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：丝杆和阀杆在中间孔由抱卡抱紧连接为一体。

5.如权利要求3所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：压块组件由压块和调节螺母组成，在碟簧导向杆的表面设有相配合的螺纹。

6.如权利要求3所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：伸出滑块的碟簧导向杆的端部设有外螺纹，其上套设有调节套和锁紧套。

7.如权利要求1所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：关阀腔上开设有与阀笼组件外侧相连通的排污口。

8.如权利要求1所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：阀腔内还固定有护板，护板的下表面与闸板的上表面间隙配合。

9.如权利要求1所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：阀盖上设有对准波纹管组件设置的吹扫口，防止波纹管结焦。

10.如权利要求1所述的一种双杆单闸板裂解气阀，其特征在于：推杆和阀杆之间设有填料函组件。

Images