CN2913286Y

CN2913286Y - 超高温坚硬固体颗粒流量控制装置

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Publication number: CN2913286Y
Application number: CN 200620020536
Authority: CN
Inventors: 王述洋; 张剑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2016-04-07

Abstract

本实用新型涉及一种超高温坚硬固体颗粒流量控制装置，属于生物质热裂解制取生物燃油新技术领域，本实用新型目的是设计一种超高温坚硬固体颗粒流量控制装置，用来克服和解决高温情况下工作间隙防止擦伤、卡死和控制高温砂粒流出速度和流量的问题；本实用新型由阀体外壁和自上而下安装在阀体上的轴向加工有高热固体颗粒的进入孔和流出孔的阀体上盖和阀体下盖、上限位支架、阀体内挡沙片、下限位支架、阀芯、支撑架、连接杆和阀体下盖构成，阀芯下端经活动轴与连接杆下端连接，支撑架经转轴与连接杆中下部连接；本实用新型用于控制高热固体颗粒的流量及开关，具有加工简单、占用空间小、调整使用方便、适用于高温和确保安全的有益效果和优点。

Description

超高温坚硬固体颗粒流量控制装置

技术领域：本实用新型涉及一种超高温坚硬固体颗粒流量控制装置，直接应用于生物质热裂解制取生物燃油新技术领域；也可以用于高温固体流动管道控制。

背景技术：

1、材料的机械性能：高温条件机械材料性能：高温条件下，材料的力学性能将发生明显的变化。主要表现为二个方面：一是强度的改变；二是金属材料的变形性质的变化；高温条件下材料硬度也将发生变化，对于阀门的密封面来说是很重要的；阀门的使用温度超过405℃，设计时还得考虑材料的蠕变和断裂性能，高温条件下受载的阀门零件(应力值大于物理蠕变极限)除发生弹性变形外，还会发生不可回复的蠕变，即使应力低于相应温度条件下材料的屈服极限，也会发生这样的变形；对于同一种材料，蠕变速度为应力和温度的函数；在高温阀门设计中，温度是由管路系统的参数决定的，材料的选择又受到介质的腐蚀性能等条件的限制，所以常常碰到的问题是如何确定许用应力；如果按不发生蠕变的应力水平(物理蠕变极限)为条件设计阀门的零件，将使得零件重而不经济；所以在掌握材料的蠕变速度的基础上，要选择一个应力，使得阀门在正常使用寿命下，总的蠕变不至于发生断裂或不至于因变形妨碍运动件相互间的运动。

2、热胀量的差别与热交变的影响

热胀量的差别：导致热胀量差别的原因主要有材料热胀系数、零件承受热载的差别和零件所处约束条件的差别，这些差别在高温阀门设计中应仔细考虑；当热态流体固体进入一个冷态阀门时，阀芯被热态物体所包围，而阀芯的散热仅靠与其相连接的具有较小横截面的阀杆；因此阀芯能很快地达到管线物体的温度；阀座几乎是与阀芯同时加热的，因阀座的散热条件较阀芯好，所以阀体的线胀量常常小于阀座的径向膨胀，其它零件也有类似的情况，因此，用于高温介质下的阀门零件间的工作间隙应增大，这样在实际工作温度下，防止了擦伤和卡死，间隙的增加量是由材料的线膨胀系数、使用温度、应力等条件决定的。

热交变的影响：介质的热交变会导致阀座和导向套(过盈配合或螺纹连接)变松，从而失去密封作用；因此，应考虑在阀座或导向套与其相应的支承件的连接处进行封焊或点焊；对于大口径阀门来说最好采用本体堆焊阀座；高温热交变使与介质接触或接近的阀门零件受到交变应力的作用，加剧阀门零件的疲劳老化，设计中应认真考虑；热交变工况下密封结构采用弹性阀座，效果较好。

发明内容：本实用新型的目的是设计一种超高温坚硬固体颗粒流量控制装置，用来克服和解决高温情况下由于材料的机械性能、材料的蠕变和断裂性能对阀门工作间隙的影响及合理设定阀门零件间的工作间隙防止擦伤、卡死和控制加热到500℃-600℃的高温砂粒的流出速度和流量问题；超高温坚硬固体颗粒流量控制装置由阀体外壁、阀体上盖、阀体下盖、上限位支架、下限位支架、阀芯、连接杆、支撑架、阀体内挡沙片组成，阀体外壁的两端安装固定有阀体上盖和阀体下盖，阀体上盖和阀体下盖上的轴向加工有高热固体颗粒的进入孔和流出孔，阀体内安装有限位阀芯的上限位支架和下限位支架，上限位支架的右下方安装有阀体内挡沙片，连接杆的下端加工有滑槽并经活动轴与阀芯连接，支撑架固定在阀体外壁上并经转轴与连接杆连接；

阀体和阀芯材料的选择依据：在本技术领域中，阀门的工作温度可以划分为5个等级；即将阀门的工作温度t＞425~550℃(800~1000)定为高温I级，简称P1级；阀门工作温度t＞550~650℃(1000~1200)定为高温II级，简称P2级；阀门工作温度t＞650~730℃(1200~1350)定为高温III级，简称P3级；阀门工作温度t＞730~816℃(1350~1500)，称其为高温IV级，简称P4级；阀门的工作温度t＞816℃(1500)以上的温度区域，称为阀门的最高温度级，即高温V级，简称P5级。

本阀门的工作温度属于高温II级即P2级，在P1级时，321和321H型不锈耐热钢的压力-温度额定值数据最高，在P2级也是321和321H型不锈耐热钢的压力-温度额定值数据最高，所以从选优的角度，首选应是321和321H型不锈耐热钢；与之相对应的铸造合金的牌号321其对应的铸造合金的牌号应是CF8Ti，CF8Ti是指C≤0.08％的CF8型加钛(Ti)的不锈钢，相对应于国产的是ZG0Cr19Ni11Ti；321H其对应的铸造合金的牌号应是CF10Ti，CF10Ti是指C≤0.10％的CF10型加钛的高碳级不锈耐热钢，相对应于国产的是ZG1Cr18Ni9Ti；故阀体和阀芯的材料选用ZG0Cr19Ni11Ti或ZG1Cr18Ni9Ti。

本实用新型用于超高温坚硬固体颗粒流量控制，也可以用于非高温物体的颗粒状固体的流量和开关控制，具有加工简单、占用空间小、调整使用方便和具有由活动连杆和支撑件构成的支撑机构、连杆式的控制、适用于高温和确保安全使用的有益效果和优点。

附图说明：

图1：本实用新型的内部结构组成示意图；

图2：本实用新型的剖面轴侧视图；

图3：本实用新型的外观轴侧视图；

图中：1.阀体外壁，2.阀体上盖，3.阀体下盖，4.上限位支架，5.下限位支架，6.阀芯，7.连接杆，8.支撑架，9.阀体内挡沙片，10.进入孔，11.流出孔，12.滑槽，13.活动轴，14.转轴。

具体实施方式：

下面结合附图再说明一下本实用新型的具体结构和实施方式具体结构

如图1和图2所示：超高温坚硬固体颗粒流量控制装置由阀体外壁1、阀体上盖2、阀体下盖3、上限位支架4、下限位支架5、阀芯6、连接杆7、支撑架8、阀体内挡沙片9组成，阀体外壁1的两端安装固定有阀体上盖2和阀体下盖3，阀体上盖2和阀体下盖3上的轴向加工有高热固体颗粒的进入孔10和流出孔11，阀体内安装有限位阀芯6的上限位支架4和下限位支架5，上限位支架4的右下方安装有阀体内挡沙片9(见图2)，连接杆7的下端加工有滑槽12并经活动轴13与阀芯6连接，支撑架8固定在阀体外壁1上并经转轴14与连接杆7连接；阀体和阀芯的材料选用ZG0Cr19Ni11Ti或ZG1Cr18Ni9Ti，见附表。

实施方式

超高温坚硬固体颗粒-高温砂粒从阀体上盖2的进入孔10流入，从阀体下盖3的流出孔11流出；通过控制连接杆7调节阀芯6的高度位置，阀芯6与阀体上盖2之间通过锥形体接触密封，这样通过阀芯6的位置就可以调节砂粒的径向流动截面积的大小，达到控制砂粒的流量和开关的目的(见图2)。

阀门的工作温度可以划分为5个等级；即将阀门的工作温度t＞425~550℃(800~1000)定为高温I级，简称P1级；阀门工作温度t＞550~650℃(1000~1200)定为高温II级，简称P2级；阀门工作温度t＞650~730℃(1200~1350)定为高温III级，简称P3级；阀门工作温度t＞730~816℃(1350~1500)，称其为高温IV级，简称P4级；阀门的工作温度t＞816℃(1500)以上的温度区域，称为阀门的最高温度级，即高温V级，简称P5级。

本阀门的工作温度属于高温II级即P2级，在P1级时，321和321H型不锈耐热钢的压力-温度额定值数据最高，在P2级也是321和321H型不锈耐热钢的压力-温度额定值数据最高，所以从选优的角度，首选应是321和321H型不锈耐热钢；与之相对应的铸造合金的牌号321其对应的铸造合金的牌号应是CF8Ti，CF8Ti是指C≤0.08％的CF8型加钛(Ti)的不锈钢，相对应于国产的是ZG0Cr19Ni11Ti。321H其对应的铸造合金的牌号应是CF10Ti，CF10Ti是指C≤0.10％的CF10型加钛的高碳级不锈耐热钢，相对应于国产的是ZG1Cr18Ni9Ti；故阀体和阀芯的材料选用ZG0Cr19Ni11Ti或者ZG1Cr18Ni9Ti。

常用的不锈耐热钢的压力-温度额定值比较见附表(引自《阀门》2003年第6期。《高温阀门的高温等级和主体材料》作者：乐精华)。

附表：

常用的不锈耐热钢的压力-温度额定值比较^〔1〕

工作温度	材料	各磅级的工作压力，磅/平方英寸(表压)
		各磅级的工作压力，磅/平方英寸(表压)								150	300	400	600	900	1500	2500	4500
		800(427℃)	CF8，304，304HCF8M，316，316H321，321HCK-20，310，310H	80808080	405420450435	540565600580	805845900875	1210126513551310	2015211022552185	150	300	400	600	900	1500	2500	4500	3360352037603640	6050633567706550
1000(538℃)	CF8，304，304HCF8M，316，316H321，321HCK-20，310，310H	800(427℃)	CF8，304，304HCF8M，316，316H321，321HCK-20，310，310H	80808080	405420450435	540565600580	805845900875	1210126513551310	2015211022552185	20202020	320350355345	430465475460	640700715685	965105010701030	1605175017851720	2625291529702865	4815524553505155	3360352037603640	6050633567706550
1000(538℃)	CF8，304，304HCF8M，316，316H321，321HCK-20，310，310H	1200(650℃)	CF8⁽²⁾，304⁽²⁾，304HCF8M⁽²⁾，316⁽²⁾，316H321⁽²⁾，321HCK-20⁽²⁾，310⁽²⁾，310H	20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾	155185185135	205245245185	310370365275	465555555410	770925925685	20202020	320350355345	430465475460	640700715685	965105010701030	1605175017851720	2625291529702865	4815524553505155	1285154515451145	2315277527752055
1350(732℃)	CF8⁽²⁾，304⁽²⁾，304HCF8M⁽²⁾，316⁽²⁾，316H321⁽²⁾，321HCK-20⁽²⁾，310⁽²⁾，310H	1200(650℃)		20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾	155185185135	205245245185	310370365275	465555555410	770925925685	20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾	60958560	8013011580	125190170115	185290255175	310480430290	515800715485	92514401285875	1285154515451145	2315277527752055
1350(732℃)		1500(816℃)	CF8⁽²⁾，304⁽²⁾，304HCF8M⁽²⁾，316⁽²⁾，316H321⁽²⁾，321HCK-20⁽²⁾，310⁽²⁾，310H	10⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾10⁽¹⁾	25404025	35555035	55857550	8012511575	135205190130	20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾20⁽¹⁾	60958560	8013011580	125190170115	185290255175	310480430290	515800715485	92514401285875	230345315215	410620565385

注：(1)仅用于焊连接阀门，法兰连接的额定值温度为1000；

(2)在温度超过1000℃工况，仅当碳含量等于高于0.04％时才使用。

Claims

1、一种超高温坚硬固体颗粒流量控制装置，由阀体外壁(1)、阀体上盖(2)、阀体下盖(3)、上限位支架(4)、下限位支架(5)、阀芯(6)、连接杆(7)、支撑架(8)、阀体内挡沙片(9)组成，其特征在于：阀体外壁(1)的两端安装固定有阀体上盖(2)和阀体下盖(3)，阀体上盖(2)和阀体下盖(3)上的轴向加工有高热固体颗粒的进入孔(10)和流出孔(11)，阀体内安装有限位阀芯(6)的上限位支架(4)和下限位支架(5)，上限位支架(4)的右下方安装有阀体内挡沙片(9)，连接杆(7)的下端加工有滑槽(12)并经活动轴(13)与阀芯(6)连接，支撑架(8)固定在阀体外壁(1)上并经转轴(14)与连接杆(7)连接。