CN114754158A - 一种rto切换阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种RTO切换阀，包括上下设置的旋转式气流分配器和固定进出气底座，以同轴轴动方式实现气流分配器旋转。旋转式气流分配器和固定进出气底座之间以法兰圈转动连接，旋转式气流分配器为三腔体，工作时通过旋转使得在不改变腔体内部流动的气体类别前提下气体流出腔体时位置发生改变。此阀门工作时，动力装置通过中心轴传动方式使其运转。在处理同样低风量、低浓度的废气时前期投资更少，极大节省了投入成本，且损耗小、操作简单，由旋转式气流分配器连续转动改变气体流动方向从而实现切换作用，用来代替多个传统切换阀门工作方式，工作时引起压力的波动较小，稳定性好，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及蓄热式废气处理装置炉技术领域，特别涉及一种RTO切换阀。
背景技术
RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO），又称蓄热式焚烧炉，是一种处理低中浓度挥发性有机废气的节能环保装置，其作用是在高温下使有机废气氧化成C02和H20从而予以去除，达到净化废气的目的，并回收废气分解时所释放的热量。
RTO主要由切换阀、蓄热室、燃烧室组成，其中蓄热室至少两个以上。待处理有机废气进入一号蓄热室(该陶瓷蓄热体蓄热室储存了上一循环的热量)，该蓄热室放热降温，而有机废气吸热升温，废气离开一号蓄热室后以较高的温度进入燃烧室，有机废气燃烧室加热升温至氧化分解温度，分解成二氧化碳和水。由于废气已在一号蓄热室内预热，燃料耗量大为减少。燃烧室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化分解温度；二是保证有足够的停留时间使废气充分氧化分解。废气在燃烧室中焚烧，成为净化的高温气体后离开燃烧室，进入二号蓄热室(在前面的循环中已被冷却)，放热降温后排出，而二号蓄热室吸收大量热量后升温(用于下一个循环加热废气)。净化后的净化气从二号蓄热室排出，同时引小股净化气清扫三号蓄热室。循环完成后，切换阀进行一次切换，进入下一个循环，废气由二号蓄热室进入，三号蓄热室排出。在切换之后，清扫一号蓄热室。如此交替循环。
切换阀是RTO进行循环热交换的关键部件，必须在规定的时间准确地进行切换，其稳定性和可靠性至关重要，如专利号CN201821555600.4公开的一种三室RTO废气处理装置，使用了九组阀门来实现进出气位置连续循环性的变换，然而此类传统切换阀工作时会产生较大的气流波动、不易操作、损耗较大且在实现进气、出气、放热等功能时需要使用多组阀门，增加空间占用，增加了维护成本。因此，发明一款成本低、操作简单气体切换过程中气压波动小的RTO切换阀是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明克服了上述现有技术中所存在的不足，提供了一种具有结构简单、操作简便、实用性强的RTO切换阀。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种RTO切换阀，包括上下设置的旋转式气流分配器和固定进出气底座，其中：所述固定进出气底座包括固定筒，所述固定筒包括废气筒、冷气筒、净化气筒，所述废气筒、冷气筒、净化气筒相互套设，所述冷气筒套设于净化气筒内，所述废气筒套设于冷气筒内；所述净化气筒侧壁设有废气管、冷气管以及净化气管，所述废气管贯穿净化气筒、冷气筒直通至废气筒内，并与所述废气筒形成一废气通道；所述冷气管贯穿净化气筒直通至冷气筒内，并与所述冷气筒形成一冷气通道；所述净化气管直通净化气筒内，并与所述净化气筒形成一净化气通道，所述废气通道、冷气通道以及净化气通道相互独立；所述旋转式气流分配器包括旋转轴和旋转筒，所述旋转筒内设有相互独立且互不连通的废气腔、冷气腔以及净化气腔，所述废气腔对应连通废气通道，所述冷气腔对应连通冷气通道，所述净化气腔对应连通净化气通道，且废气腔、冷气腔以及净化气腔是沿着旋转筒断面的圆周方向分布的，所述旋转筒上端与下端分别固定连接有上端板与下端板，在旋转筒中心处设有上轴筒，且上轴筒通过周向间隔设置的隔板与旋转筒内壁固定连接，所述隔板同时用于分割所述的废气腔、冷气腔以及净化气腔，所述旋转轴插入至上轴筒内并与上轴筒保持相对固定；切换气流时，旋转轴转动，带动旋转筒旋转以调整旋转筒各个腔体内的气体流出腔体时的位置。废气通道、冷气通道、净化气通道各自独立且与废气腔、冷气腔、净化气腔对应连通，使得进出气的类别在固定进出气底座和旋转式气流分配器中保持不变，同时又实现了气体流出时位置发生改变。
作为优选，所述固定筒上部设有固定筒上板，固定筒下部设有固定筒底板，所述固定筒上板开设有扇形网孔，所述固定筒底板上开设有通孔，所述固定筒内还设有一下轴筒用于套设旋转轴，所述下轴筒固定于所述固定筒上板、固定筒底板之间，下轴筒下端安装并露出于所述的通孔处。旋转轴从下轴筒插入，上半部分置于旋转式气流分配器中，下半部分套设于下轴套中，通过底板上的通孔与传动机构连接。
作为优选，所述旋转筒包括筒体，在筒体内设有直径与高度均不等的第一帽状体与第二帽状体，两者相互套嵌，第一帽状体处在筒体中心位置，第一帽状体与第二帽状体之间、第二帽状体与筒体内壁之间通过所述隔板相连，所述筒体内还沿垂直于筒体轴线方向设置的扇形封板以防止进入筒体的各通道气体发生串气混合，且第一帽状体、第二帽状体侧壁及顶壁部分缺失以形成通往不同腔体的缺口，每个腔室与固定进出气底座内对应的气体管道连接，从而将固定进出气底座内轴向走向的气体转变为圆周方向走向。这样的设计使得旋转筒转动过程中不改变腔体内部流动的气体类别，而实现气体流出腔体时位置发生改变，可使气体通过蓄热体部位的位置进行连续循环性的变换。
作为优选，所述旋转轴与上轴筒保持相对固定是指：旋转轴与上轴筒之间的连接方式为键连接。
作为优选，所述固定筒上板与下法兰圈固定连接，所述旋转式气流分配器的下端板插入至下法兰圈内并与下法兰圈转动配合；所述下端板与固定筒上板的接触面为可滑动面。旋转式气流分配器转动时，下法兰圈固定在固定筒上板上保持不动，旋转式气流分配器的下端板在下法兰圈内发生转动。
作为优选，还包括一个用以密封阻止气体外流并平均分配风场的气流变向端管道，所述气流变向端管道包括沿轴向依次排布的管口扇孔板、气流管以及多孔板，所述管口扇孔板为圆环板且在圆环中央向外辐射有沿圆周均布的隔条，所述管口扇孔板中央还设有端盖孔，所述气流管为圆筒管，在气流管中央设有旋转轴端盖，且旋转轴端盖通过周向间隔设置的隔板与气流管内壁固定连接，所述多孔板为设有均布气孔的圆形板，所述旋转轴端盖套设于所述端盖孔内后，气流管的两端分别与管口扇孔板、多孔板焊接固定。
作为优选，所述气流变向端管道与旋转式气流分配器之间通过一个上法兰圈转动连接，具体为所述上法兰圈与旋转式气流分配器上的上端板固定连接，气流变向端管道的多孔板套入上法兰圈内并与上法兰圈转动配合，多孔板与上端板的接触面为可滑动面。旋转式气流分配器转动时，上法兰圈与上端板固定并与旋转式气流分配器同时转动，气流变向端管道与废气处理设备固定连接保持不动。
采用了上述技术方案的本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种RTO切换阀在处理同样低风量、低浓度的废气时前期投资更少，极大节省了投入成本，且损耗小、操作简单，由旋转式气流分配器连续转动改变气体流动方向从而实现切换作用，用来代替多个传统切换阀门工作方式，工作时引起压力的波动较小，稳定性好，可靠性高。
附图说明
图1为本发明在实施例中的RTO切换阀立体结构示意图；
图2为本发明在实施例中的RTO切换阀其中一个方向的分离图；
图3为本发明在实施例中的RTO切换阀另一个方向的分离图；
图4为本发明在实施例中的固定进出气底座其中一个方向的立体结构示意图；
图5为本发明在实施例中的固定进出气底座另一个方向的立体结构示意图；
图6为本发明在实施例中的固定进出气底座其中一个方向的分离图；
图7为本发明在实施例中的固定进出气底座另一个方向的分离图；
图8为本发明在实施例中的固定筒俯视 图；
图9为本发明在实施例中的固定筒其中俯视方向的立体结构示意图；
图10为本发明在实施例中的固定筒仰视图；
图11为本发明在实施例中的固定筒仰视方向的立体结构示意图；
图12为本发明在实施例中的旋转式气流分配器其中一个方向的立体结构示意图；
图13为本发明在实施例中的旋转式气流分配器另一个方向的立体结构示意图；
图14为本发明在实施例中的旋转式气流分配器其中一个方向的分离图；
图15为本发明在实施例中的旋转式气流分配器另一个方向的分离图；
图16为本发明在实施例中的旋转筒上方其中一侧的立体结构示意图；
图17为本发明在实施例中的旋转筒上方另一侧的立体结构示意图；
图18为本发明在实施例中的旋转筒的底部结构示意图；
图19为本发明在实施例中的旋转筒底部一侧的立体结构示意图；
图20为本发明在实施例中的气流变向端管道其中一个方向的立体结构示意图；
图21为本发明在实施例中的气流变向端管道另一个方向的立体结构示意图；
图22为本发明在实施例中的气流变向端管道其中一个方向的分离图；
图23为本发明在实施例中的气流变向端管道另一个方向的分离图。
各附图标记为：固定进出气底座1；旋转式气流分配器2；气流变向端管道3；固定筒4；固定筒上板5；固定筒底板6；废气筒7；冷气筒8；净化气筒9；废气管10；冷气管11；净化气管12；废气通道13；冷气通道14；净化气通道15；扇形网孔16；通孔17；下轴筒18；旋转轴19；旋转筒20；上端板21；下端板22；废气腔23；冷气腔24；净化气腔25；上轴筒26；筒体27；第一帽状体28；第二帽状体29；外环30；中环31；内环32；第一扇形封板33；第一隔板34；第二扇形封板35；第二隔板36；第二帽状体顶壁37；第三隔板38；第一帽状体顶壁39；第四隔板40；下法兰圈41；管口扇孔板42；气流管43；多孔板44；隔条45；端盖孔46；旋转轴端盖47；气流隔板48；气孔49；上法兰圈50；接口扇孔板51。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，术语“至少一个”指一个或一个以上，除非另有明确的限定。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明的具体实施方式如下：
实施例：如图1-23所示，一种RTO切换阀，包括固定进出气底座1、旋转式气流分配器2以及气流变向端管道3，所述固定进出气底座1包括固定筒4、固定筒上板5以及固定筒底板6，如图8-11所示，所述固定筒4包括废气筒7、冷气筒8、净化气筒9且三者相互套设，所述废气筒7套设于冷气筒8内，所述冷气筒8套设于净化气筒9内，所述净化气筒9侧壁设有废气管10、冷气管11以及净化气管12，所述废气管10贯穿净化气筒9、冷气筒8直通至废气筒7内，并与所述废气筒7形成一废气通道13，所述冷气管11贯穿净化气筒9直通至冷气筒8内，并与所述冷气筒8形成一冷气通道14，所述净化气管12直通净化气筒9内，并与所述净化气筒9形成一净化气通道15，所述废气通道13、冷气通道14以及净化气通道15相互独立。
如图4-7所示，所述固定筒上板5设于固定筒4上部，所述固定筒底板6设于固定筒4下部，所述固定筒上板5开设有用于气流通过的扇形网孔16，所述固定筒底板6上开设有通孔17，所述固定筒4内还设有下轴筒18，所述通孔连通至下轴筒内部，所述下轴筒18固定于所述固定筒上板5、固定筒底板6之间。
如图12-19所示，所述旋转式气流分配器2包括旋转轴19、旋转筒20、上端板21以及下端板22，所述旋转筒20内设有相互独立且互不连通的废气腔23、冷气腔24以及净化气腔25，所述废气腔23对应连通废气通道13，所述冷气腔24对应连通冷气通道14，所述净化气腔25对应连通净化气通道15，且废气腔23、冷气腔24以及净化气腔25是沿着旋转筒20断面的圆周方向分布的。
如图14-15所示，所述旋转筒20上端与下端分别固定连接有上端板21与下端板22，在旋转筒20中心处设有上轴筒26，且上轴筒26通过周向间隔设置的隔板与旋转筒20内壁固定连接，所述旋转轴19插入至上轴筒26内并与上轴筒26保持相对固定，如图12-13所示，旋转轴19与上轴筒26之间的连接方式为键连接。
如图16-19所示，所述旋转筒20包括筒体27，在筒体27内设有直径与高度均不等的第一帽状体28与第二帽状体29，两者相互套嵌，第一帽状体28处在筒体27中心位置，第一帽状体28与第二帽状体29之间、第二帽状体29与筒体27内壁之间通过隔板相连，所述旋转筒20底部还设有扇形封板用以防止进入筒体27的气体发生串气混合，且第一帽状体28、第二帽状体29的侧壁及顶壁部分缺失以形成通往不同腔体的缺口，每个腔室与固定进出气底座内对应的气体管道连接，从而将固定进出气底座1内轴向走向的气体转变为圆周方向走向，具体地说：筒体27与第一帽状体28、第二帽状体29相互套设形成外环30、中环31以及内环32三个区域，所述的外环30、中环31、内环32分别与净化气通道15、冷气通道14、废气通道13对应连接，外环30内设有径向分布的第一扇形封板33填补了一部分区域，所述第一扇形封板33两侧各设有一块轴向分布的第一隔板34，所述外环30与第一扇形封板33、第一隔板34之间形成独立的净化气腔25；所述中环31内设有径向分布的第二扇形封板35填补了一部分区域，所述第二扇形封板35两侧各设有一块轴向分布的第二隔板36，所述中环31内还包括第二帽状体顶壁37，所述第二帽状体顶壁37两侧各设有一块轴向分布的第三隔板38，所述第二扇形封板35、第二隔板36、第二帽状体顶壁37以及第三隔板38之间形成独立的冷气腔24；所述内环32内包括第一帽状体顶壁39，所述第一帽状体顶壁39两侧各设有一块轴向分布的第四隔板40，所述第一帽状体顶壁39、第四隔板40之间形成一独立的废气腔23。
如图1-3所示，所述旋转式气流分配器2与固定进出气底座1之间以下法兰圈41转动连接，具体为所述下法兰圈41与固定进出气底座1上的固定筒上板5固定连接，所述旋转式气流分配器2的下端板22插入至下法兰圈41内并与下法兰圈41转动配合，所述下端板22与固定筒上板5的接触面为可滑动面。
如图20-22所示，所述气流变向端管道3用以密封装置阻止气体外流并平均分配风场；所述气流变向端管道3包括沿轴向依次排布的管口扇孔板42、气流管43以及多孔板44，所述管口扇孔板42为圆环板且在圆环中央向外辐射有沿圆周均布的隔条45，所述管口扇孔板42中央还设有端盖孔46，所述气流管43为圆筒管，在气流管中央设有旋转轴端盖47，且旋转轴端盖47通过周向间隔设置的气流隔板48与气流管43内壁固定连接，所述多孔板44为设有均布气孔49的圆形板，所述旋转轴端盖47套设于所述端盖孔46内后，气流管43的两端分别与管口扇孔板42、多孔板44焊接固定。
所述气流变向端管道3与旋转式气流分配器2之间通过上法兰圈50转动连接，具体为所述上法兰圈50与旋转式气流分配器2上的上端板21固定连接，气流变向端管道3的多孔板44套入上法兰圈50内与上法兰圈50转动配合，多孔板44与上端板21的接触面为可滑动面。
所述气流变向端管道3与后续废气处理设备连接，具体连接方式为气流变向端管道3上的管口扇孔板42和后续废气处理设备上的接口扇孔板51通过螺丝固定连接。
切换气流时，旋转轴19转动，带动旋转式气流分配器2同步转动以调整旋转筒20各个腔体内的气体流出腔体时的位置。
Claims (7)
1.一种RTO切换阀，其特征在于：包括上下设置的旋转式气流分配器和固定进出气底座，其中：
所述固定进出气底座包括固定筒，所述固定筒包括废气筒、冷气筒、净化气筒，所述废气筒、冷气筒、净化气筒相互套设，所述冷气筒套设于净化气筒内，所述废气筒套设于冷气筒内；所述净化气筒侧壁设有废气管、冷气管以及净化气管，所述废气管贯穿净化气筒、冷气筒直通至废气筒内，并与所述废气筒形成一废气通道；所述冷气管贯穿净化气筒直通至冷气筒内，并与所述冷气筒形成一冷气通道；所述净化气管直通净化气筒内，并与所述净化气筒形成一净化气通道，所述废气通道、冷气通道以及净化气通道相互独立；
所述旋转式气流分配器包括旋转轴和旋转筒，所述旋转筒内设有相互独立且互不连通的废气腔、冷气腔以及净化气腔，所述废气腔对应连通废气通道，所述冷气腔对应连通冷气通道，所述净化气腔对应连通净化气通道，且废气腔、冷气腔以及净化气腔是沿着旋转筒断面的圆周方向分布的，所述旋转筒上端与下端分别固定连接有上端板与下端板，在旋转筒中心处设有上轴筒，且上轴筒通过周向间隔设置的隔板与旋转筒内壁固定连接，所述隔板同时用于分割所述的废气腔、冷气腔以及净化气腔，所述旋转轴插入至上轴筒内并与上轴筒保持相对固定；切换气流时，旋转轴转动，带动旋转筒旋转以调整旋转筒各个腔体内的气体流出腔体时的位置。
2.根据权利要求1所述的一种RTO切换阀，其特征在于：所述固定筒上部设有固定筒上板，固定筒下部设有固定筒底板，所述固定筒上板开设有扇形网孔，所述固定筒底板上开设有通孔，所述固定筒内还设有一下轴筒用于套设旋转轴，所述下轴筒固定于所述固定筒上板、固定筒底板之间，下轴筒下端安装并露出于所述的通孔处。
3.根据权利要求1所述的一种RTO切换阀，其特征在于：所述旋转筒包括筒体，在筒体内设有直径与高度均不等的第一帽状体与第二帽状体，两者相互套嵌，第一帽状体处在筒体中心位置，第一帽状体与第二帽状体之间、第二帽状体与筒体内壁之间通过所述隔板相连，所述筒体内还沿垂直于筒体轴线方向设置的扇形封板以防止进入筒体的各通道气体发生串气混合，且第一帽状体、第二帽状体侧壁及顶壁部分缺失以形成通往不同腔体的缺口，每个腔室与固定进出气底座内对应的气体管道连接，从而将固定进出气底座内轴向走向的气体转变为圆周方向走向。
4.根据权利要求1所述的一种RTO切换阀，其特征在于：所述旋转轴与上轴筒保持相对固定是指：旋转轴与上轴筒之间的连接方式为键连接。
5.根据权利要求2所述的一种RTO切换阀，其特征在于：所述固定筒上板与下法兰圈固定连接，所述旋转式气流分配器的下端板插入至下法兰圈内并与下法兰圈转动配合；所述下端板与固定筒上板的接触面为可滑动面。
6.根据权利要求1所述的一种RTO切换阀，其特征在于：还包括一个用以密封阻止气体外流并平均分配风场的气流变向端管道，所述气流变向端管道包括沿轴向依次排布的管口扇孔板、气流管以及多孔板，所述管口扇孔板为圆环板且在圆环中央向外辐射有沿圆周均布的隔条，所述管口扇孔板中央还设有端盖孔，所述气流管为圆筒管，在气流管中央设有旋转轴端盖，且旋转轴端盖通过周向间隔设置的隔板与气流管内壁固定连接，所述多孔板为设有均布气孔的圆形板，所述旋转轴端盖套设于所述端盖孔内后，气流管的两端分别与管口扇孔板、多孔板焊接固定。
7.根据权利要求6所述的一种RTO切换阀，其特征在于：所述气流变向端管道与旋转式气流分配器之间通过一个上法兰圈转动连接，所述上法兰圈与旋转式气流分配器上的上端板固定连接，气流变向端管道的多孔板套入上法兰圈内并与上法兰圈转动配合，多孔板与上端板的接触面为可滑动面。
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