CN1331391A - 高温掺合阀 - Google Patents
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Abstract
高温掺合阀,包括阀杆、阀芯,其特征在于:阀芯(12)为空腔式抛物线形,具有耐高温、便于调节高温气体流量、结构简单、能够有效降温、调节灵敏度高等优点。
Description
高温掺合阀，属高温掺合专用。
高温掺合阀主要用于硫磺回收装置的热傍路工艺上，也可用于其他高温场合。如用于硫磺回收装置是将石油化工企业排放的含H2S废气进行处理，生产工业硫磺的环保装置。当H2S含量及浓度较高，反应炉燃烧产生1200-1400℃高温气体，一部分气体通过掺合阀与冷流介质混合，为下游反应提供热源，掺合阀阀芯承受1200-1400℃高温。目前国内外该类掺合阀，有德国鲁奇公司阀芯材料采用非金属材料或金属材料，阀芯头部为抛物线形结构；法国MG公司的阀芯头部为钢板弯制的碗形结构：加拿大WYTON公司的阀芯为平板状结构，平板下面衬有非金属材料，该种结构调节灵敏度差；国内生产的阀芯为实心球缺形结构，均不能达到在1200-1400℃高温下长期工作的要求、不能够有效降温、不便于调节高温气体流量。经《中国专利》检索，目前尚未有达到上述要求的高温掺合阀。
本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温、便于调节高温气体流量、结构简单、能够有效降温、调节灵敏度高的高温掺合阀。
本发明的目的是采用如下方式来实现的：
该高温掺合阀，包括阀杆、阀芯，其特征在于：阀芯12为空腔式抛物线形。
本发明的目的还可采用如下方式来实现：
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀杆7下端与阀芯12间还设计有散热器9。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀杆7、散热器9、阀芯12为同心中空结构，冷却介质导管8安装在中空轴线部位。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯12外表面有耐高温、耐腐蚀涂层13。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯12外表面的耐高温、耐腐蚀涂层13以碳化物或刚玉材料为最佳。
所述的高温掺合阀，其特征在于：冷却介质导管8的顶端一侧与阀杆7上的冷却介质入口6相连，下端直插入阀芯冷却腔14内，阀杆7另一侧设置有冷却介质出口19。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯冷却腔14内有冷却介质，冷却介质经冷却介质入口6、冷却介质导管8进入阀芯冷却腔14、由冷却介质返出孔15、散热器冷却介质通道16、阀杆冷却介质通道17、冷却介质出口19排出。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯冷却腔14内的冷却介质为压缩空气或氮气或水或其他冷流体。
所述的高温掺合阀，其特征在于：散热器9上的散热片10为整体铸件或轧片式或镶片式或绕片式。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯12采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温复合材料最佳。
所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯12采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温复合材料最佳。
本发明的高温掺合阀的阀杆7与散热器9通过螺钉18、散热器9与阀芯12通过螺钉11相连接，也可采用其他紧固件连接。
本发明的高温掺合阀主要发明点是阀芯设计为特殊结构，即阀芯12头部为空腔式抛物线形，阀杆7下部与阀芯12间还设计有散热器9，阀杆7、散热器9、阀芯12内设计为同心中空结构，冷却介质导管8安装在中空轴线部位，冷却介质导管8及阀芯冷却腔14内采用冷流体冷却，阀芯12头部采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温材料制作，外表面喷涂有耐高温、耐腐蚀涂层13。通过上述设计，根据传热计算，阀芯12头部通压缩空气冷却，可降温50-100℃，通过散热片10可降温200-250℃，阀芯12头部喷涂碳化钨涂层13后，由于温度梯度的改变，可降温100-150℃，通过以上降温措施，预计可使阀芯12实际温度在1000℃以下，保证高温掺合阀长期安全运行。另由于阀芯12头部设计为抛物线形，能有效地增加高温掺合阀的调节灵敏度，且结构简单，特别适合用于硫磺回收装置的热傍路工艺上，也可用于其他高温场合。
图1是本发明的高温掺合阀整体结构剖示示意图；
图2是本发明的高温掺合阀阀杆阀芯散热器结构剖示示意图。
图1-2是本发明的最佳实施例，其中：1执行机构 2阀杆密封填料 3阀座 4阀体 5耐火衬里材料 6冷却介质入口 7阀杆 8冷却介质导管 9散热器 10散热片 11阀芯、散热器紧固件 12阀芯 13耐高温、耐腐蚀涂层 14阀芯冷却腔15冷却介质返出孔 16散热器冷却介质通道 17阀杆冷却介质通道 18阀杆、散热器紧固件 19冷却介质出口。下面结合附图对本发明的高温掺合阀作进一步说明：如图1-2示：制作一台本发明的高温掺合阀过程如下：经多次实验，阀芯12采用耐高温材料ZG50Ni28Cr28W5，根据工艺条件不同也可采用其他型号的耐高温材料，本专利采用ZG50Ni28Cr28W5为最佳，阀芯12加工制作成空腔抛物线形，阀芯冷却腔14约占阀芯12体积的50％，阀芯12大小根据工艺条件计算确定，阀芯12外表面喷涂碳化物或刚玉材料涂层13。散热器9及散热片10整体铸件，材料为奥式体不锈钢，用紧固件与阀杆7与散热器9通过螺钉18、散热器9与阀芯12通过螺钉11连接，与阀芯12结合面平整光滑，以利阀芯12部件的散热。散热片10表面积为阀芯12表面积的10-15倍，散热片10还可采用轧片式或镶片式或绕片式结构。冷却介质返出孔15为机加工小孔。阀杆7为同心套管结构，内管是冷却介质导管8，直插入阀芯冷却腔14内，内外管间隙为冷却介质出口通道，冷却介质可以用压缩空气或氮气或水或其他冷流体，随着阀杆7部件的上下移动，冷却介质与外接管的连接采用软连接。图2所示的阀芯12、散热器9、阀杆7制作好后，与图1所示的阀体4和执行机构1连接为一体即可。本发明的关键是图2所示的结构设计。本发明的高温掺合阀经安装在硫磺回收装置制硫炉上实验检测：在开始点火烘炉时，炉膛温度低于300℃，阀门关闭，通入6m3/h冷风后，阀芯12温度指示＜100℃。逐渐提高烘炉温度，最高达1150℃，此时，装置进入系统升温阶段，大量热气流经本高温掺合阀进入系统。此阶段温度条件最差，冷却风量为6.5m3/h，阀芯12最高温度指示为713℃。在装置处理量达到设计负荷时，炉温达到1200℃，最高温度为1290℃，此时本高温掺合阀开度为28-30％，阀芯12上升到混合流介质中，温度急剧下降，阀芯12平均温度为250℃，最高为305℃。本高温掺合阀的特殊结构设计有效地保护了阀芯免受高温气流的侵袭。
Claims (10)
1、高温掺合阀，包括阀杆、阀芯，其特征在于：阀芯(12)为空腔式抛物线形。
2、根据权利要求1所述的高温掺合阀，其特征在于：阀杆(7)下端与阀芯(12)间还设计有散热器(9)。
3、根据权利要求1、2所述的高温掺合阀，其特征在于：阀杆(7)、散热器(9)、阀芯(12)为同心中空结构，冷却介质导管(8)安装在中空轴线部位。
4、根据权利要求1所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯(12)外表面有耐高温、耐腐蚀涂层(13)。
5、根据权利要求1、4所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯(12)外表面的耐高温、耐腐蚀涂层(13)以碳化物或刚玉材料为最佳。
6、根据权利要求3所述的高温掺合阀，其特征在于：冷却介质导管(8)的顶端一侧与阀杆(7)上的冷却介质入口(6)相连，下端直插入阀芯冷却腔(14)内，阀杆(7)另一侧设置有冷却介质出口(19)。
7、根据权利要求1所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯冷却腔(14)内有冷却介质，冷却介质经冷却介质入口(6)、冷却介质导管(8)进入阀芯冷却腔(14)、由冷却介质返出孔(15)、散热器冷却介质通道(16)、阀杆冷却介质通道(17)、冷却介质出口(19)排出。
8、根据权利要求1、7所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯冷却腔(14)内的冷却介质为压缩空气或氮气或水或其他冷流体。
9、根据权利要求1、2所述的高温掺合阀，其特征在于：散热器(9)上的散热片(10)为整体铸件或轧片式或镶片式或绕片式。
10、根据权利要求1所述的高温掺合阀，其特征在于：阀芯(12)采用ZG50Ni28Cr28W5耐高温复合材料最佳。
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