CN2395101Y - 24通旋转阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种24通旋转阀,其特征为:在定盘上表面设有7个同心环形沟槽,各沟槽的底部均设一通道,穿过定盘,在沟槽的外围设有24个阀位口,在转盘上有7条物料跨管,7个通道和24个阀位口,在转盘的下表面设一密封板;阀罩近似为一圆筒状的压力容器,在阀罩上设有棘轮罩;驱动轴的下端插入转盘并与转盘固定连接,该驱动轴还从阀罩上部伸出,穿过棘轮罩,油缸通过托架固定在棘轮罩上,棘轮固定在驱动轴上。本旋转阀可用于模拟移动床吸附分离装置,能满足模拟移动床的工艺要求。

Description

24通旋转阀

本实用新型涉及阀门的技术领域，具体地说是一种用于模拟移动床吸附分离装置的旋转阀。

吸附分离是一种重要的化工操作过程，从操作方式和设备上分，有固定床、移动床、模拟移动床三种。模拟移动床是指分子筛在吸附塔内固定不动，整个吸附塔分成24个小床层，每个小床层均能单独进、出各种物料，操作时，按工艺程序和一定时间间隔连续不断地切换各种物料的进、出口，按相对运动原理，相当于分子筛在吸附塔内外循环移动，从而达到模拟移动床的吸附分离效果。目前模拟移动床是一种既先进又可行的分子筛吸附分离工艺，实现模拟移动床的关键是，按工艺程序和设定的时间间隔连续不断地切换各种物料的进、出口，而切换各进、出口需要相应的旋转阀，现有技术中的旋转阀在用于模拟移动床的工艺要求中还显得不很完善。

本实用新型的目的在于对现有的旋转阀进行改进，提供一种能满足模拟移动床工艺要求的24通旋转阀。

本实用新型的技术方案是这样实现的：24通旋转阀，它主要包括定盘，装在定盘上的转盘，在转盘上设有阀罩，该阀罩与定盘固定连接，与转盘相配合的传动机构、步进机构、液压驱动机构、阀位指示机构、阀位显示机构和自动控制机构，其特征在于：在定盘上表面设有7个同心环形沟槽，各沟槽的底部均设一通道，穿过定盘，在沟槽的外围设有24个阀位口，在转盘上有7条物料跨管，7个通道和24个阀位口，在转盘的下表面设一密封板；阀罩近似为一圆筒状的压力容器，在阀罩上设有棘轮罩；驱动轴的下端插入转盘并与转盘固定连接，该驱动轴还从阀罩上部伸出，穿过棘轮罩，油缸通过托架固定在棘轮罩上，棘轮固定在驱动轴上，棘爪可自由转动地固定在转臂上，转臂的端部可自由转动地与油缸的活塞杆进行连接。

本实用新型对现有技术中的定盘、转盘、阀罩及传动机构进行了改进，本24通旋转阀可用于模拟移动床分子筛吸附分离装置，能满足模拟移动床的工艺要求，使我国石油化工行业可广泛推广采用先进的模拟移动床工艺，进而促进了石油化工领域的技术进步，使石油化工等企业可获得更大的经济效益。

图1为本实用新型的结构示意图

图2为图1中的B向视图

图3为图1中的A-A向视图

图4为本实用新型的液压驱动机构连接示意图

图5为本实用新型的自动控制机构连接示意图

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型主要包括定盘1，装在定盘1上的转盘2，在转盘2上设有阀罩4，该阀罩4与定盘1固定连接，与转盘2相配合的传动机构、步进机构、液压驱动机构、阀位指示机构、阀位显示机构和自动控制机构，它区别于现有技术为：在定盘1上表面设有7个同心环形沟槽，各沟槽的底部均设一通道11，穿过定盘1，在沟槽的外围设有24个阀位口，本实施例的定盘1呈圆盘状，其上表面为一个平面度相当高的平面，由于本旋转阀用于模拟移动床分子筛吸附分离装置，按工艺要求，吸附塔分成24个床层，有7种不同物料进入或从各床层抽出，因而定盘上表面设有7个同心环形沟槽，为减少各沟槽间不同物料微小窜漏造成的影响，进料沟槽应远离产品沟槽，相邻沟槽的物料组分尽可能相接近，每个沟槽底部各有一个通道11，穿过定盘1，分别与7条物料管线14相连通，7个通道可呈腰形，通道与物料管线的连接部位也相应地采用腰形缩口管接头，采用焊接或其它形式连接，7个同心环形沟槽外围有24个阀位口，阀位口下方有相应的24个垂直通道12，穿过定盘1，分别与24条工艺管线13连通，本旋转阀安装就位后，24条工艺管线13依次与吸附塔的24个床层相连通；在转盘2上有7条物料跨管，7个通道和24个阀位口，在转盘2的下表面设一密封板21，在实施例中转盘2也呈圆盘状，其下表面亦为一个平面度相当高的平面，采用压板22、压圈23和螺钉将密封板21固定在转盘的下表面，也可采用其它方式将密封板进行固定，密封板21为圆盘状簿板，可采用自润滑材料制成，一般采用软质非金属材料，如能满足密封要求，也可采用金属材料加工制作，以适应较高介质温度，密封板21的上表面为静密封面，下表面为动密封面，上、下表面的平面度均要求很高，转盘2上表面有7条物料跨管24(或暗道)，转盘2也有24个阀位口，其中7个为工作阀位口，转盘2上设有通道25、27，其余17个为非工作阀位口，在转盘2上的非工作阀位口无物料通道，转盘2位于定盘1上方，转盘2的作用是密封7个沟槽的不同物料，并通过跨管24进行物料导向分配，转盘密封板21的下表面与定盘1上表面紧密接触，并围绕定盘1中心按一定时间间隔旋转步进，当转盘2处于某一阀位时，每条物料线管14均通过定盘通道11、定盘沟槽、密封板通道26、跨管24、转盘通道28、密封板通道29、定盘通道12和工艺管线13与吸附塔某一床层相连通，图1所示是通过某一沟槽和跨管与吸附塔某一床层相连通的状态，通过其它6个沟槽的示意图也是相同，当转盘旋转步进一个周期时，每条物料管线14均与吸附塔每个床层各连通一次，但各物料进、出口的相对位置不变；阀罩4近似为一圆筒状的压力容器，采用螺柱41和螺母42或其它形式与定盘1固定连接，形成容纳转盘和其它阀内件的密闭体腔，向阀罩4内腔通入压力介质，使转盘密封板21与定盘1的上表面间形成一定密封比压，以保证各沟槽间不同物料不相互窜漏，在阀罩4上设有棘轮罩55，还可在阀罩上设置阀位观察口45，该阀位观察口可用于观察转盘步进情况和阀位对中性；实施例中的传动机构主要包括驱动轴51、联轴节52、机械密封53、轴承54和轴承59，为了使转盘2旋转与定盘1同心，在定盘的中心设有中心孔，驱动轴的下端可插入定盘的中心孔，驱动轴贯穿步进机构和阀位指示机构，终止于阀位显示机构，驱动轴51可为一个整体轴，驱动轴51亦可分成至少两段，两段间的连接部位可采用柔性联轴节，驱动轴51的下端穿过转盘2的轴套孔并采用键31或其它连接结构与转盘2进行固定连接，该驱动轴51还从阀罩4上部伸出，穿过棘轮罩55，为保证阀罩4的内腔密闭，在阀罩4与定盘1和棘轮罩55的连接部位设有密封圈，也可采用垫片或其它形式的密封件，本实施例在它们的连接部位放置O形密封圈43、44，在驱动轴51和棘轮罩55的配合部位设置密封元件53，此部位为动密封，一般采用机械密封，如能满足密封要求和使用寿命，也可采用其它密封元件；步进机构采用棘轮棘爪结构，棘轮57采用键或其它形式牢固地固定在驱动轴51上，棘爪69可自由转动地固定在转臂70上，转臂70的端部可自由转动地与油缸67的活塞杆71端头进行连接，在棘轮57的上方和下方均放置调心轴承54和59，调心轴承通过轴承座58和轴承压盖56固定，它们之间采用较紧密的配合，本旋转阀每次旋转步进角位移为15度，为保证转盘2与定盘1的阀位对中性，对步进行程精度要求很高，而棘轮棘爪步进机构具有不产生积累误差，行程易于调节等优点；驱动机构可采用气动、液动或其它驱动方式，本实用新型采用液压油缸驱动，油缸采用摇摆式，活塞行程可在一定范围内可调，油缸67通过托架68固定在棘轮罩55上；阀位指示机构主要包括阀位指针63和刻度盘62，阀位指针63随转盘2和驱动轴51旋转步进，刻度盘62固定在上轴承压盖61上，刻度盘上有1#-24#的刻线；阀位显示机构位于旋转阀的顶部，采用壳体64和盖板65密闭，其内部有随驱动轴51旋转步进的感应杆66及固定在壳体64上的31个接近开关，以上的驱动机构、阀位指示机构、阀位显示机构及与其相配合的自动控制机构均可视为现有技术，由于要对本旋转阀的动作进行描述，故对其中的液压、自动控制进行较为详细的说明。

本旋转阀中液压系统主要包括供油回路、卸荷回路、换向回路和回油回路，它通过2条高压供油管与驱动油缸67的进、出口相连通，其作用是向油缸提供具有足够流量和压力的液压油，供油回路有完全相同的两套，其中一套供油回路工作时，另一套供油回路备用或检修，以便保证整个液压系统连续正常工作，油箱8中的液压油经粗过滤器83过滤后，由叶片泵84输出一定流量的液压油，叶片泵84由电动机86和联轴节85带动，供油压力Po由溢流阀87调节，基本上保持恒定，多余的液压油经溢流阀87返回油箱8、溢流阀87上接截止阀88，压力表开关89和抗震压力表90，以便及时指示出供油压力，当叶片泵84停止工作时，单向阀91可防止液压油倒流，液压油经球阀92，两路供油回路合成一路，进入卸荷回路；卸荷回路包括卸荷阀93、蓄能器96、蓄能器控制阀组95、压力继电器94和压力表90，当本旋转阀旋转步进需要大流量时，电磁换向阀98或手动换向阀99的阀芯处于左端或右端位置。此时叶片泵84和蓄能器96共同向驱动油缸67供油，当本旋转阀的旋转步进完成后，换向阀处于中间位置，此时液压油经卸荷阀93和蓄能器控制阀组95，流向蓄能器96，蓄能器96压力升高后，控制卸荷阀93中的液控顺序阀开启，使液压油经卸荷阀93卸荷，返回油箱8，驱动油缸67非动作期间，整个液压系统处于低压卸荷状态，当液压系统中的油压上升到一定数值时，压力继电器94发出电讯号，并传到自动控制机构，以便控制驱动油缸67下一步动作，当卸荷阀93失效，油压不断上升时，可经蓄能器控制阀组95中的溢流阀溢流，起到对整个液压系统的保护作用；换向回路由电磁换向阀98和手动换向阀99两套并联组成，正常工作时采用电磁换向阀98，当发生故障需要维修时启用手动换向阀99，当电磁换向阀98阀芯向右移动时，液压油通过球阀97从左端通路和节流阀109及单向阀110进入驱动油缸67左腔，使活塞向右移动，活塞杆伸出，使本旋转阀旋转步进，驱动油缸67右腔的液压油经单向阀100返回油箱8，反之液压油经右端通路进入驱动油缸67右腔，使活塞杆71带动棘爪69退回，待下一次阀的旋转步进，于是本旋转阀可按一定时间间隔旋转步进，当驱动油缸67不动作时，电磁换向阀98阀芯处于中间位置，单向阀100的作用是防止液压油倒流；回油回路主要包括列管冷却器104、精过滤器102、单向阀103和水过滤器105，工作时，整个液压系统会产生能量损失，所损失的能量转变为热能，使液压油温度升高，而影响整个液压系统的工作性能和液压油的使用时间，设置的列管冷却器104可对液压油进行强制冷却，列管冷却器104由专门水管供水，并经水过滤器105对水进行过滤，设置的精过滤器102是对回油进行过滤，以防止杂质进入油箱8，为防止精过滤器102阻塞而影响回油，可在回路上安装一个达到一定压力才能开启的单向阀103；此外还配备了传感式液压油温度计108、液压油空气滤清器81、防爆浮球液位控制器82和蒸汽加热盘管107，本液压系统具有卸荷减压、蓄能保压、油温控制加热冷却、液位反馈和输出压力报警等功能；自动控制机构主要由位于旋转阀顶部的阀位显示机构中的采集装置、液压系统中的驱动控制装置和控制器组成，阀位显示机构的采集装置主要有位于显示机构的壳体64底部处的24个接近开关C1-C24和分布在7个区域上的7个接近开关C25-C31，以及31个与接近开关相配合的安全栅组成，当本旋转阀旋转步进时，感应杆66旋转到相应位置的接近开关上方，使接近开关动作，该动作经过安全隔离栅传至控制器(如图5)；液压系统中的驱动控制装置主要包括驱动油缸的活塞伸出电磁阀E1、油缸活塞缩回电磁阀E2、油压力开关D1(压力继电器94)、高油位开关D2、低油位开关D3，以及油缸起点接近开关D4、油缸终点接近开关D5和棘轮转动接近开关D6组成，当步进时间结束时，控制器发出电信号，控制油缸伸出电磁阀E1动作，这时高压液压油通过电磁阀E1进入驱动油缸67，推动旋转阀旋转步进一个阀位，当油缸活塞运动到终点位置时，油缸终点接近开关D5动作，并把讯号传给控制器，然后控制器使油缸活塞伸出电磁阀E1关闭，使油缸活塞缩回电磁阀E2动作，从而使油缸内的活塞复位；控制器是由一个可编程序控制器K及外围电路组成，控制器K可选用西门子公司的SIMATICS5-100型可编程序控制器，也可选用其它厂家和型号的可编程序控制器，步进时间间隔是由按钮B1、B2、B3、B4和按钮B5来设置的然后按一下确认按钮A5，所设定的步进时间间隔就可以输入到控制器K中，G1-G7和I1-I24分别用来指示阀门的实际位置，当出现异常时，故障指示灯F4就会闪亮，故障报警器F5就会发出报警声，如果按下A4按钮，就可以关闭报警。

本24通旋转阀是用于模拟移动床分子筛吸附分离装置的，由于模拟移动床的工艺有多种，而转盘2旋转步进，通过物料跨管24进行物料导向分配，因此必须按照工艺流程要求确定物料跨管位置，跨管24的两端与转盘2的连接，可采用焊接、螺纹或卡箍等连接形式，如工艺流程已成熟定型，最好采用不可拆卸的焊接连接，可减少泄漏点；如工艺流程尚未定型或必须要改变物料分配程序，则可采用可拆卸的螺纹或卡箍连接，如果转盘上的7条物料跨管和24个阀位口均采用可拆卸的连接，则可任意改变跨管位置，达到任意改变物料分配程序的目的；向阀罩内腔通入压力介质，可使转盘密封板21下表面与定盘1上表面之间形成一定密封比压，此时定盘1相当于一个压力容器的盲板封头，不可避免地产生向下的挠曲变形，而转盘2位于阀罩4内腔，上方承受阀罩内腔压力，下方承受各沟槽内的物料压力，其挠曲变形可以忽略不计，定盘1的挠曲变形对7个沟槽间的不同物料密封极其不利，应采用刚性定盘和弹性转盘结构，刚性定盘是指定盘具有较大的厚度，在阀罩内腔压力作用下，所产生的向下挠曲变形小到可以忽略不计，弹性转盘是指转盘较簿，具有一定的弹性，在一定程度上可随定盘1的挠曲变形而随之变形，使转盘密封板21的下表面与定盘1的上表面保持紧密接触，转盘2上方的跨管24会增加转盘2的刚度，在物料跨管24上可设置波纹管，使转盘具有较好的弹性。本旋转阀在接受吸附分离装置中央控制室发出动作指令后，自动控制机构控制液压系统中的电磁换向阀98动作，向驱动油缸67的右腔通入液压油，活塞杆71向前运动，由棘轮57、棘爪69和驱动轴51推动转盘2旋转步进15度，转盘2上所有阀位相对于定盘1移动一个阀位，相应地吸附塔24个床层上的物料进、出口也移动一个床层，活塞杆71前进动作完毕后，自动控制机构又发出指令，活塞杆71后退带动棘爪69退到棘轮57的后一个轮齿，等待自动控制机构发出的下一步旋转步进指令，就这样本24通旋转阀便可按一定时间间隔连续不断地旋转步进，使吸附分离装置实现先进的模拟移动床吸附分离工艺，同时自动控制机构向吸附分离装置的中央控制室反馈7个区域和24个床层的阀位信号，以便及时改变各物料管线的流量，满足模拟移动床工艺参数的要求。

Claims (5)

1、24通旋转阀，它主要包括定盘，装在定盘上的转盘，在转盘上设有阀罩，该阀罩与定盘固定连接，与转盘相配合的传动机构、步进机构、液压驱动机构、阀位指示机构、阀位显示机构和自动控制机构，其特征在于：在定盘上表面设有7个同心环形沟槽，各沟槽的底部均设一通道，穿过定盘，在沟槽的外围设有24个阀位口，在转盘上有7条物料跨管，7个通道和24个阀位口，在转盘的下表面设一密封板；阀罩近似为一圆筒状的压力容器，在阀罩上设有棘轮罩；驱动轴的下端插入转盘并与转盘固定连接，该驱动轴还从阀罩上部伸出，穿过棘轮罩，油缸通过托架固定在棘轮罩上，棘轮固定在驱动轴上，棘爪可自由转动地固定在转臂上，转臂的端部可自由转动地与油缸的活塞杆进行连接。

2、按权利要求1所述的24通旋转阀，其特征在于：在定盘的中心设有中心孔，驱动轴的下端可插入定盘的中心孔，驱动轴贯穿步进机构和阀位指示机构，终止于阀位显示机构。

3、按权利要求1或2所述的24通旋转阀，其特征在于：驱动轴可为一个整体轴，驱动轴亦可分成至少两段，两段间的连接部位可采用柔性联轴节。

4、按权利要求1或2所述的24通旋转阀，其特征在于：在阀罩与定盘和棘轮罩的连接部位设有密封圈，在驱动轴和棘轮罩的配合部位设置密封元件。

5、按权利要求1或2所述的24通旋转阀，其特征在于：在棘轮的上方和下方均放置调心轴承，调心轴承通过轴承座和轴承压盖固定。

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