CN217463435U - 程控阀系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种程控阀系统，包括至少两个程控阀、冷却液分配器和冷却液汇流器，冷却液分配器设有一个进液口和与程控阀一一对应的出液口，冷却液汇流器设有与程控阀一一对应的进液口和一个出液口；程控阀上设置有阀体冷却流道，阀体冷却流道所在区域形成程控阀的降温区，该降温区以外的所述程控阀被分隔为低温工作区和高温工作区，在该高温工作区内设置有控制流道；程控阀的阀体冷却流道进口连接冷却液分配器的相应出液口，阀体冷却流道出口连接所述冷却液汇流器的相应进液口。本实用新型的有益效果是：所有程控阀集中布设，方便控制和调节，设置流经程控阀的冷却液降温流道，确保程控阀在高温流体工况下的密封性和使用寿命。

Description

程控阀系统

技术领域

本实用新型涉及物化处理设备流体流量控制技术领域，设计控制装置，具体涉及一种程控阀系统。

背景技术

大量物理化学系统均涉及流体输送过程中的流量控制。在一些复杂设备中，气液体在多个装置之间流动并发生物理化学状态变化，需要精确控制各个流道上的流量。同时，这个过程往往伴随流体温度的升高，高温对于阀门的密封结构提出重要挑战。例如，甲醇与水重整制氢是一种将甲醇转化为氢能加以利用的方式，其技术核心一般包括汽化、催化裂解和氢气分离等几个步骤，主要物理化学过程需要在高温条件下进行，因此还涉及加热系统、氢气产物降温存储、尾气处理等环节，整个系统较为复杂。在各个装置之间需要进行物料输送的自动化控制，并且控制阀必须设置在核心装置以外的常温环境下，故控制阀体系必须既方便控制调节，又要满足能够适应高温流体工况的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种程控阀系统，将所有控制阀集中设计，并引入阀体冷却体系以满足其工作环境要求。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种程控阀系统，包括至少两个程控阀，其关键在于，还包括冷却液分配器和冷却液汇流器，所述冷却液分配器设有一个进液口和与程控阀一一对应的出液口，所述冷却液汇流器设有与程控阀一一对应的进液口和一个出液口；

所述程控阀上设置有阀体冷却流道，所述阀体冷却流道所在区域形成所述程控阀的降温区，该降温区以外的所述程控阀被分隔为低温工作区和高温工作区，在该高温工作区内设置有控制流道；

所述程控阀的阀体冷却流道进口连接所述冷却液分配器的相应出液口，所述阀体冷却流道出口连接所述冷却液汇流器的相应进液口。

作为优选，所有所述程控阀排布在一个面内，在所述程控阀的两侧分别设置有所述冷却液分配器和冷却液汇流器；

所述冷却液分配器和冷却液汇流器的结构一致，包括主管和连接在该主管上的一组支管；

所述冷却液分配器的主管一端形成其进液口，所有所述支管远离所述主管的一端形成其出液口；

所述冷却液汇流器的主管一端形成其出液口，所有所述支管远离所述主管的一端形成其进液口。

作为优选，上述程控阀包括阀体，该阀体内开设有控制流道，该阀体内部滑动安装有阀芯，该阀芯用于使控制流道的导通或关闭；

所述阀体冷却流道经过所述阀芯。

作为优选，上述阀体冷却流道包括设置在所述阀体内的进液腔室和回液腔室，所述阀芯内部设有阀芯流道，所述阀芯流道一端与进液腔室连通，另一端与所述回液腔室连通；

所述进液腔室具有与所述阀体外部连通的冷却液进口，以形成所述阀体冷却流道进口；

所述回液腔室具有与所述阀体外部连通的冷却液出口，以形成阀体冷却流道出口。

作为优选，上述控制流道包括垂直设置的进入流道和排出流道，所述进入流道和排出流道的内端相连通以形成所述控制流道；

所述排出流道与所述阀芯同轴设置，所述阀芯端部为锥型台结构，所述阀芯端部与所述排出流道内端锥面配合。

作为优选，上述程控阀系统还包括混合器，该混合器设有两个进气口，该混合器的两个进气口分别与其中两个所述程控阀的控制流道出口一一对应连接。

作为优选，上述混合器设有两个出气口，与所述混合器的两个出气口也分别对应设置有程控阀，所述混合器的两个出气口分别与相应的所述程控阀的控制流道进口连接。

本实用新型的有益效果是：所有程控阀集中布设，方便控制和调节，设置流经程控阀的冷却液降温流道对所有程控阀进行降温冷却，确保其在高温流体工况下的密封性和使用寿命。

附图说明

图1为实施例1的程控阀系统的结构示意图；

图2为程控阀的结构示意图，图中实心箭头示意阀体冷却流道内冷却液流向，空心箭头示意控制流道内的流体流向；

图3为程控阀阀芯的结构示意图；

图4为实施例2的制氢系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种程控阀系统，包括至少两个程控阀，还包括冷却液分配器790和冷却液汇流器791，所述冷却液分配器790设有一个进液口和与程控阀一一对应的出液口，所述冷却液汇流器791设有与程控阀一一对应的进液口和一个出液口；

所述程控阀上设置有阀体冷却流道704，所述阀体冷却流道704所在区域形成所述程控阀的降温区，该降温区以外的所述程控阀被分隔为低温工作区和高温工作区，在该高温工作区内设置有控制流道703；

所述程控阀的阀体冷却流道704进口连接所述冷却液分配器790的相应出液口，所述阀体冷却流道704出口连接所述冷却液汇流器791的相应进液口。

为方便布设，所有所述程控阀排布在一个面内，在所述程控阀的两侧分别设置有所述冷却液分配器790和冷却液汇流器791。所述冷却液分配器790 和冷却液汇流器791的结构一致，包括主管和连接在该主管上的一组支管。所述冷却液分配器790的主管一端形成其进液口，所有所述支管远离所述主管的一端形成其出液口，并与相应的程控阀的阀体冷却流道704进口连接。所述冷却液汇流器791的主管一端形成其出液口，所有所述支管远离所述主管的一端形成其进液口，并与相应的程控阀的阀体冷却流道704出口连接。

在一种实施方式中，程控阀系统还包括混合器，该混合器设有两个进气口,该混合器的两个进气口分别与其中两个所述程控阀的控制流道703出口一一对应连接。所述混合器设有两个出气口，与所述混合器的两个出气口也分别对应设置有程控阀，所述混合器的两个出气口分别与相应的所述程控阀的控制流道703进口连接。

如图2所示，在一种实施方式中，所述程控阀的阀体702内部滑动安装有阀芯701，该阀芯701用于使控制流道703的导通或关闭。阀体702与阀芯 701滑动接触的孔壁上安装有密封圈705。

所述阀体冷却流道704经过所述阀芯701。阀体冷却流道704包括设置在所述阀体702内的进液腔室706和回液腔室707，所述阀芯701内部设有阀芯流道708，所述阀芯流道708一端与进液腔室706连通，另一端与回液腔室 707连通，所述进液腔室706具有与阀体702外部连通的冷却液进口，回液腔室707具有与阀体702外部连通的冷却液出口。

如图3所示，所述阀芯流道708包括依次连通的第一通道708a、第二通道708b、第三通道708c和第四通道708d，其中，所述第一通道708a沿阀芯 701径向向外延伸，并与进液腔室706连通，所述第二通道708b设置在阀芯 701的轴心线上，第四通道708d为环形腔室结构，其环绕在所述第二通道708b 周向，第四通道708d与所述回液腔室707连通。

所述进液腔室706为环形结构，所述第一通道708a共计四组，四组第一通道708a圆周阵列分布在阀芯701的同一截面上，所述进液腔室706的宽度大于所述第一通道708a的宽度，以使得阀芯701在开启位置和关闭位置之间滑动时，第一通道708a与进液腔室706始终连通。

所述第三通道708c共计四组，四组所述第三通道708c均沿阀芯701的径向延伸。所述第四通道708d与回液腔室707连通的位置设置在远离所述第三通道708c的一端。

控制流道703包括垂直设置的进入流道和排出流道，所述排出流道与阀芯701同轴设置，所述阀芯701端部为锥型台结构，所述阀芯701端部与排出流道内壁端部锥面配合。

为进一步说明实施例1的程控阀系统的作用，结合如下的制氢系统进行说明。

实施例2

如图4所示，一种制氢系统，包括醇水供应装置100、反应模块，所述反应模块包括按照反应物料流向依次设置并连接的汽化器200、重整器300和分离器400。所述醇水供应装置100的醇水出口连接所述汽化器200的进液口，所述汽化器200的汽体出口连接重整器300的进气口，重整器300的出气口连接分离器400的进气口，分离器400设有氢气出口和尾气出口。分离器400 可以是钯膜管，在分离器400内甲醇重整后的混合气体中的氢气被分离，分离氢气后的余气为尾气。其中氢气出口连接氢气降温装置600，氢气降温装置 600采用热交换方式对氢气降温；尾气出口连接尾气处理装置500，尾气处理装置500采用热交换方式对尾气进行降温，以使其中的部分水液化排出。氢气降温装置600和尾气处理装置500均使用低温的甲醇水作为冷却液。

制氢系统还包括用于为所述反应模块加热的燃烧加热装置800，以及用于控制整个系统各装置之间流体流量的程控阀系统700。

程控阀系统700包括醇水总阀710、尾气外排阀720、尾气燃料阀730、外炉燃料阀740、内炉燃料阀750、醇汽燃料阀760、汽化器供液阀770和醇气混合器780。

程控阀系统700中各程控阀安装位置为：醇水供应装置100的醇水出口连接醇水总阀710的控制流道703进口，醇水总阀710的控制流道703出口连接尾气处理装置500的冷却液进口，以控制通入尾气处理装置500的甲醇水的流量。尾气处理装置500的冷却液出口连接氢气降温装置600的冷却液进口，氢气降温装置600的冷却液出口连接汽化器供液阀770的控制流道703 进口，汽化器供液阀770的控制流道703出口连接汽化器200的进液口，对通入汽化器200的醇水实现流量控制。

氢气降温装置600的进气口连接所述分离器400的氢气出口，氢气降温装置600的出气口连接氢气存储装置900。

冷却液分配器790的进液口连接醇水总阀710的控制流道703的出口，冷却液汇流器791的出液口也连接氢气降温装置600的冷却液进口。

本实施例中，燃烧加热装置800的燃料来源包括两部分，一是从汽化器200流出的甲醇水或混合蒸汽，另一个来源是尾气处理装置500排出的经处理的尾气。两种来源的燃料在醇气混合器780内进行混合，醇气混合器780设置有第一进气口和第二进气口。

所述汽化器200上设置有汽体出口外和气液出口，其中所述汽体出口将甲醇水混合蒸汽作为反应原料送入重整器300。所述气液出口连接醇汽燃料阀 760的控制流道703进口，醇汽燃料阀760的控制流道703出口连接醇气混合器780的第一进气口。

分离器400的尾气出口连接尾气处理装置500的进气口，尾气处理装置 500的出气口连接尾气燃料阀730的控制流道703进口，尾气燃料阀730的控制流道703出口连接醇气混合器780的第二进气口。

两种来源的燃料的用量和比例依靠尾气燃料阀730和醇汽燃料阀760进行控制。制氢系统稳定工作后，以经处理的尾气作为主要燃料。

所述燃烧加热装置800包括两台加热炉，分别为内炉810和设置在内炉 810周向外围的外炉820，其中内炉810作为主要加热装置，外炉820作为辅助加热装置，制氢系统根据系统状态需要，单独启动其中一台加热炉或两台同时启动。为此，所述醇气混合器780的出气口有两个，分别为第一出气口和第二出气口，其中第一出气口连接所述内炉810的燃料进口，第二出气口连接所述外炉820的燃料进口。

为实现对两台加热炉的控制，如图1和4所示，所述程控阀系统700还包括内炉燃料阀750和外炉燃料阀740，其中所述内炉燃料阀750设置在所述第一出气口和所述内炉810的燃料进口之间，用于控制通入内炉810的燃料量。所述外炉燃料阀740设置在所述第二出气口和所述外炉820的燃料进口之间，用于控制通入外炉820的燃料量。

当制氢系统已经稳定工作时，若系统加热速度较快，某些温控点的温度达到预警温度，或者反应模块某些区域的压力达到预警压力，则需要降低向燃烧加热装置800内通入的尾气量。因此，所述程控阀系统700还包括尾气外排阀720，该尾气外排阀720的控制流道703进口连接所述尾气燃料阀730 的控制流道703进口。这样，形成一个尾气外排的支路。尾气外排阀720的控制流道703出口可以连接外部燃烧器，外部燃烧器将富余的尾气消耗掉，但不用于对反应加热。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种程控阀系统，包括至少两个程控阀，其特征在于：还包括冷却液分配器(790)和冷却液汇流器(791)，所述冷却液分配器(790)设有一个进液口和与程控阀一一对应的出液口，所述冷却液汇流器(791)设有与程控阀一一对应的进液口和一个出液口；

所述程控阀上设置有阀体冷却流道(704)，所述阀体冷却流道(704)所在区域形成所述程控阀的降温区，该降温区以外的所述程控阀被分隔为低温工作区和高温工作区，在该高温工作区内设置有控制流道(703)；

所述程控阀的阀体冷却流道(704)进口连接所述冷却液分配器(790)的相应出液口，所述阀体冷却流道(704)出口连接所述冷却液汇流器(791)的相应进液口。

2.根据权利要求1所述的程控阀系统，其特征在于：所有所述程控阀排布在一个面内，在所述程控阀的两侧分别设置有所述冷却液分配器(790)和冷却液汇流器(791)；

所述冷却液分配器(790)和冷却液汇流器(791)的结构一致，包括主管和连接在该主管上的一组支管；

所述冷却液分配器(790)的主管一端形成其进液口，所有所述支管远离所述主管的一端形成其出液口；

所述冷却液汇流器(791)的主管一端形成其出液口，所有所述支管远离所述主管的一端形成其进液口。

3.根据权利要求1或2所述的程控阀系统，其特征在于：所述程控阀包括阀体(702)，该阀体(702)内开设有控制流道(703)，该阀体(702)内部滑动安装有阀芯(701)，该阀芯(701)用于使控制流道(703)的导通或关闭；

所述阀体冷却流道(704)经过所述阀芯(701)。

4.根据权利要求3所述的程控阀系统，其特征在于：所述阀体冷却流道(704)包括设置在所述阀体(702)内的进液腔室(706)和回液腔室(707)，所述阀芯(701)内部设有阀芯流道(708)，所述阀芯流道(708)一端与进液腔室(706)连通，另一端与所述回液腔室(707)连通；

所述进液腔室(706)具有与所述阀体(702)外部连通的冷却液进口，以形成所述阀体冷却流道(704)进口；

所述回液腔室(707)具有与所述阀体(702)外部连通的冷却液出口，以形成阀体冷却流道(704)出口。

5.根据权利要求3所述的程控阀系统，其特征在于：所述控制流道(703)包括垂直设置的进入流道和排出流道，所述进入流道和排出流道的内端相连通以形成所述控制流道(703)；

所述排出流道与所述阀芯(701)同轴设置，所述阀芯(701)端部为锥型台结构，所述阀芯(701)端部与所述排出流道内端锥面配合。

6.根据权利要求1或2所述的程控阀系统，其特征在于：还包括混合器，该混合器设有两个进气口，该混合器的两个进气口分别与其中两个所述程控阀的控制流道(703)出口一一对应连接。

7.根据权利要求6所述的程控阀系统，其特征在于：所述混合器设有两个出气口，与所述混合器的两个出气口也分别对应设置有程控阀，所述混合器的两个出气口分别与相应的所述程控阀的控制流道(703)进口连接。

Images