CN2193477Y - 变压吸附工艺流程低选阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种变压吸附工艺流程低选阀，二 通道的低选阀是基本件，它由阀体和阀芯体构成，阀 体的三个进出口成“T”字形，在两个直通进出口内分 别设置阀座，两个阀座的密封口面为背靠背设置，有 两个阀芯的阀芯体位于两个阀座所在的直通道内，两 阀芯分别位于两阀座之外，其密封口面为面对面设 置。阀芯的启闭由受控介质压差的作用自动操作运 行。采用本实用新型可减少流程阀和配管，简化工艺 流程和流程阀控制系统，且故障少，运行可靠，寿命 长，成本低。

Description

本实用新型涉及一种变压吸附工业装置流程阀，特别是涉及一种根据受控介质状态参数进行选择切换的变压吸附工艺流程阀。

在现有技术的变压吸附工艺流程生产装置中采用的工艺流程阀，有截止阀、球阀、闸阀、蝶阀等工艺流程阀，这些阀在结构上尽管各有各的特点，但在基本结构上它们都有两个共同的特点，即都只有一个通道，每个阀都只能通过其阀芯的启用做单通道的切换，且都是由受控介以外的信号和驱动装置操作驱动实现切换。因而就导致了工艺流程中的流程阀和配管繁多，流程阀的控制系统复杂等问题。这不仅增加了装置的成本，更重要的是降低了装置运行的可靠性，加大了产品质量的不稳定。如变压吸附工艺流程中广泛使用的气动截止阀（见附图1），它由阀本体、气动执行机构和控制系统三部分构成，其中控制系统又由程控器、电磁阀、气动功放阀、信号气源等部分构成，由控制系统操纵气动执行机构驱动阀芯启闭，结构十分复杂。这种结构的工艺流程阀尽管在工业生产中经过了长期的使用与完善，并得到了比较好的使用，但由于其基本结构固有的不足，除了存在着一般现有工艺流程阀具有的上面所述及的不足之外，还具有以下诸多不足的地方。其一，由于截止阀组成部件多，结构复杂，而任何一个组成部件出问题，都将会导致阀不能正常工作，影响整个工艺流程装置的正常运行，进而又降低了工艺流程装置运行的可靠性。其二，摩擦付多，易损件多，因此阀在使用中故障多，维修工作量大，寿命短。其三，由于构成零部件多，结构复杂，加工安装精度要求高，易损件多，维修工作量大，故其一次性投资成本和使用成本都比较高。

工艺流程阀是变压吸附流程装置中的一个关键装置，人们一直在寻找一种理想的工艺流程阀，本实用新型的发明人经过多年长期潜心研究与探索，找到了一种能减少工艺流程阀和配管，又能简化工艺流程和控制系统的工艺流程阀，比较圆满地解决了人们长期渴望解决而又未得到解决的问题，

本实用新型的目的在于避免已有技术的不足之处，而提供一种以受控介质的压差信号和作用自行迅速切换，结构简单，使用寿命长，可减少变压吸附工艺流程装置中的流程阀和配管，简化工艺流程和流程阀控制系统的变压吸附工艺流程低选阀。

本实用新型的目的可通过采取以下技术措施来实现。低选阀由阀体与阀芯体构成，阀体有三个进出口，其中两个进出口直通，另一个进出口与两个直通进出口之间的直通道相交贯通，在两个直通进出口内分别设置阀座，且两个阀座的密封口为背靠背设置，阀芯体安置在两阀座所在的直通道内，阀芯体上的两个阀芯位于两个阀座之外，两个阀芯的密封口为面对面设置，分别与其对应的阀座密封口匹配构成密封付。

为了更好地实现本实用新型的目的，还可进一步采取以下技术措施：

阀芯体为两端封闭的圆筒，圆筒壁的外径小于阀座的内径，在筒壁上加工有介质通道，作为阀芯的圆筒两端的筒底，其外径大于阀座的内径，且分别加工有与对应阀座密封口相匹配的密封口。如将阀芯体设计成圆筒的外径与阀座的内径为滑动配合，在圆筒中间部位的四周壁房上加工有介质流通长孔，且孔的长度不大于两个阀座密封面间轴向距离，则更有利于发明目的的实现。

阀座与阀芯的密封口均为圆锥面，相互匹配构成锥面密封付，最好在阀芯密封面上设置可更换的软质密封圈。

以上所揭示的低选阀为二通道的低选阀，可在两个流通管道内选出一个介质压力较低的一个通道使其导通，介质进入相应的设备内使流程操作继续下去。但不能进行多通道的低选，如要进行多通道的低选，可采用以下所揭示的多通道组合低选阀：以上面所述的二通道的低选阀为组件，把不少于两个的二通道低选阀组合在一起，使每个二通道的低选阀的三个进出口中至少有一个进出口与其它二通道低选阀的进出口相连接。这样组合在一起的低选阀就可进行多通道的低选。

本实用新型所公开的二通道高选阀，其选择导通的原理是这样的，见附图2。该阀有三个进出口，在工艺流程中a₂、b₂、同为进口或同为出口，c₂与a₂、b₂相反。在工艺流程装置的运行中，a₂、b₂两端的压力是不等的，而且往往是交替变化的。当a₂端压力大于b₂端压力时，阀芯体在压差作用下，开始向b₂端移动，a₂端与c₂端的导通截面积逐渐减小，当阀芯移动到中间位置时，a₂、b₂、c₂端全处于封闭状态，阀芯体继续向b₂端移动时，b₂端与c₂端开始导通，且导通截面积逐渐增大，当阀芯体的左边阀芯密封面与阀座密封面接触匹配形密封付时，并在介质压差的作用下致使a₂端与c₂完全切断，b₂端与c₂端完全导通。反之，若a₂端压力小于b₂端压力，阀芯体反向移动，移动过程如上面所述，结果是b₂端与c₂端完全切断，a₂端与c₂端完全导通。

本实用新型所公开的多通道低选阀组合阀，其选择导通的原理是这样的，见附图5，由三个二通道低选阀组成，按图所示连接组合，有四个通道，即a₅－f₅－g₅，b₅－f₅－g₅，c₅－e₅－g₅，d₅－e₅－g₅。若阀DF₁的b₅端压力P₂大于a₅端压力P₁，则a₅端与f₅端导通，若阀DF₂的d₅端压力P₄大于c₅端压力P₃，则c₅端与e₅端导通，再由阀DF₃比较e₅端与f₅端的压力，如e₅端的压力P₃大于f₅端的压力P₁，f₅端与g₅端导通，即阀DF₁的a₅端与阀DF₃的g₅端导通，也就是在a₅、b₅、c₅、d₅四端中选择压力最低者使其导通，也就实现了多通道低压选择。在多通道低选组合阀中，每个二通道低选阀的工作原理都与上面已阐述的其单独工作时相同。

以本实用新型公开的二通道低选阀和申请人在另一专利申请案公开的二通道高选阀为基本原件，进行组合配置，可以组成一个多通道的中选阀。例如，把两个低选阀与一个高选阀按图6所示的关系，用管道连接起来，或把一个低选阀与两个高选阀按图7所示的关系用管道连接起来，均可得到一个四通道中选阀。也可以将几个阀按对应关系，制成一个集成块，得到组合中选阀，用来选出四个通道中压力中上或中下者，导通具有中上或中下压力的通道。在附图6中，a₆、b₆、c₆、d₆端的压力分别为p₁、p₂、p₃、p₄，且p₁＞p₂＞p₃＞p₄，该中选阀使具有中上压力的通道即b₆－f₆－g₆导通。附图7的结构可用来选择中下压力。如将低选阀与高选阀按附图8所示并联组合在一起，可得到一个整流阀，其原理相当于电路中整流电路。有两种组合方式，一种是用管道联接起来，一种是按联接关系，制成一个集成块。附图8所示的整流阀，其原理是，当a₈端的压力大于b₈端压力时，a₈端与高选阀GF₁的c₈端导通，b₈端与低选阀DF₁的d₈端导通，当a₈端压力小于b₈端压力时，a₈端与低选阀DF₁的c₈端导通，b₈端与高选阀GF₁的c₈端导通。

本实用新型与现有技术相比，具有以下比较突出的优点：

1、低选阀可以提供两个或两个以上的通道大大减少了流程阀与配管，简化了工艺流程和流程阀控制系统。

2、本实用新型不需外部信号和驱动机构操作控制其切换，而是受控介质的压差控制操作其自动切换，大大提高了整个工艺流程装置运行的可靠性。

3、本实用新型密封点少，不存在截止阀中的填料密封和活塞密封那样的动密封；同时由于密封付为锥面密封，且在锥面密封面上设置有可更换的软质密封圈，因此具有良好的密封效果。特别是当介质有毒或因其他原因不允许外漏时，本实用新型的优越性更为突出。

4、本实用新型易损件少，维修工作量少，使用寿命长，加工，安装，维修均很方便，一次性地投资成本和使用成本都低。

本实用新型还具其他方面的优点。

附图1是现有技术截止阀的结构示意图。

附图2是本实用新型的结构示意图。

附图3是本实用新型采用另一种阀芯结构时的示意图。

附图4是由二个二通道低选阀组成的三通道低选阀原理示意图。DF₁、DF₂是低选阀，a₄、b₄、c₄、d₄、e₄、f₄是低选阀接口，p₁、p₂、p₃是接口介质压力。

附图5是由三个二通道低选阀组成的四通道低选阀原理示意图。DF₁、DF₂、DF₃是低选阀，a₅、b₅、c₅、d₅、e₅、f₅、g₅是低选阀接口，p₁、p₂、p₃、p₄是相应接口介质压力。

附图6是由两个二通道低选阀DF₁、DF₂和一个二通道高选阀GF₁组成的四通道中选阀原理示意图，a₆、b₆、c₆、d₆、e₆、f₆、g₆是阀的接口，p₁、p₂、p₃、p₄是相应接口介质压力。

附图7是由一个二通道低选阀DF₁和两个二通道高选阀GF₁、GF₂组成的四通道中选阀原理示意图，a₇、b₇、c₇、d₇、e₇、f₇、g₇是阀的接口，p₁、p₂、p₃、p₄是相应接口介质压力。

附图8是由一个二通道低选阀DF₁和一个二通道高选阀GF₁组成的整流阀，a₈、b₈、c₈、d₈是阀的接口，p₁、p₂是相应接口的介质压力。

下面结合着附图图面说明，给出本实用新型的一个实施例，并对本实用新型进一步详细描述。

用于变压氢吸附工艺流程中的四通道低选组合阀，由三个二通道低选阀DF₁、DF₂、DF₃组成，如附图5所示。DF₃的两个直通进出口同为进口或出口，分别与DF₁、DF₂的同为出口或进口的横向贯通进出口e₅、f₅相接，DF₁和DF₂的各自两个直通进出口a₅、b₅、c₅、d₅都同时为进口或出口。三个二通道低选阀的结构都是一样的，由阀体1与阀芯体2构成，阀体有三个进出口a₂、b₂、c₂，其中进出口a₂、b₂直通，另一个进出口c₂与两个直通进出口之间的直通道垂直相通，整个阀体成“T”字型。在两个直通进出口内分别设置阀座4，两个阀座上的圆锥面密封面8为背靠背设置，两端封闭的筒底3为阀芯的圆筒状阀芯体2安置在两阀座所在直通道内，阀芯体2的两阀芯3位于两个阀座之外，阀芯3的外径大于阀座4的内径，阀芯体2的筒壁外径与阀座内径为滑动配合，在阀的运行中起导向作用。在筒壁的中间部位加工有介质流通长孔5，长孔的轴向长度不大于两个阀座密封面间的轴向长度，阀芯的密封口为圆锥面7，与阀座的圆锥密封面8构成圆锥面密封付。为了提高密封效果，还在阀芯的密封面上设置有可更换的软质密封圈6。

本实用新型不限于实施例和附图所描述的几种形式，根据其发明思想还可设计成其它多种形式，特别是组合低选阀、中选阀和整流阀更是如此。

Claims (5)

1、一种变压吸附工艺流程低选阀，由阀体(1)与阀芯体(2)构成，阀体有三个进出口，其中两个进出口(a₂、b₂)直通，另一个进出口(C₂)与两个直通进出口之间的直通道相交贯通，其特征是在两个直通进出口内分别设置阀座(4)，且两个阀座的密封口(8)为背靠背设置，阀芯体安置在两阀座所在的直通道内，阀芯体上的两个阀芯(3)位于两个阀座之外，两个阀芯的密封口(7)为面对面设置，分别与其对应的阀座密封口匹配构成密封付。

2、根据权利要求1所述的变压吸附工艺流程低选阀，其特征在于所说的阀芯体为两端封闭的圆筒状，圆筒壁的外径小于阀座的内径，在筒壁上加工有介质通道（5），作为阀芯的圆筒两端的筒底（3），其外径大于阀座的内径，且分别加工有与对应阀座密封口相匹配的密封口。

3、根据权利要求2所述的变压吸附工艺流程低选阀，其特征在于圆筒的外径与阀座的内径为滑动配合，在圆筒中间部位的四周筒壁上加工有介质流通长孔，且孔的轴向长度不大于两个阀座密封面间的轴向距离。

4、根据权利要求1或2或3所述的变压吸附工艺流程低选阀，其特征在于阀座与阀芯的密封口均圆锥面，相互匹配构成锥面密封付。

5、根据权利要求4所述的变压吸附工艺流程低选阀，其特征是阀芯密封口面上设置有可更换的软质密封圈（6）。

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