變壓吸附工藝流程低選閥的製作方法
2023-10-23 13:40:02 2
專利名稱：變壓吸附工藝流程低選閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變壓吸附工業裝置流程閥，特別是涉及一種根據受控介質狀態參數進行選擇切換的變壓吸附工藝流程閥。
在現有技術的變壓吸附工藝流程生產裝置中採用的工藝流程閥，有截止閥、球閥、閘閥、蝶閥等工藝流程閥，這些閥在結構上儘管各有各的特點，但在基本結構上它們都有兩個共同的特點，即都只有一個通道，每個閥都只能通過其閥芯的啟用做單通道的切換，且都是由受控介以外的信號和驅動裝置操作驅動實現切換。因而就導致了工藝流程中的流程閥和配管繁多，流程閥的控制系統複雜等問題。這不僅增加了裝置的成本，更重要的是降低了裝置運行的可靠性，加大了產品質量的不穩定。如變壓吸附工藝流程中廣泛使用的氣動截止閥(見附
圖1)，它由閥本體、氣動執行機構和控制系統三部分構成，其中控制系統又由程控器、電磁閥、氣動功放閥、信號氣源等部分構成，由控制系統操縱氣動執行機構驅動閥芯啟閉，結構十分複雜。這種結構的工藝流程閥儘管在工業生產中經過了長期的使用與完善，並得到了比較好的使用，但由於其基本結構固有的不足，除了存在著一般現有工藝流程閥具有的上面所述及的不足之外，還具有以下諸多不足的地方。其一，由於截止閥組成部件多，結構複雜，而任何一個組成部件出問題，都將會導致閥不能正常工作，影響整個工藝流程裝置的正常運行，進而又降低了工藝流程裝置運行的可靠性。其二，摩擦付多，易損件多，因此閥在使用中故障多，維修工作量大，壽命短。其三，由於構成零部件多，結構複雜，加工安裝精度要求高，易損件多，維修工作量大，故其一次性投資成本和使用成本都比較高。
工藝流程閥是變壓吸附流程裝置中的一個關鍵裝置，人們一直在尋找一種理想的工藝流程閥，本實用新型的發明人經過多年長期潛心研究與探索，找到了一種能減少工藝流程閥和配管，又能簡化工藝流程和控制系統的工藝流程閥，比較圓滿地解決了人們長期渴望解決而又未得到解決的問題，本實用新型的目的在於避免已有技術的不足之處，而提供一種以受控介質的壓差信號和作用自行迅速切換，結構簡單，使用壽命長，可減少變壓吸附工藝流程裝置中的流程閥和配管，簡化工藝流程和流程閥控制系統的變壓吸附工藝流程低選閥。
本實用新型的目的可通過採取以下技術措施來實現。低選閥由閥體與閥芯體構成，閥體有三個進出口，其中兩個進出口直通，另一個進出口與兩個直通進出口之間的直通道相交貫通，在兩個直通進出口內分別設置閥座，且兩個閥座的密封口為背靠背設置，閥芯體安置在兩閥座所在的直通道內，閥芯體上的兩個閥芯位於兩個閥座之外，兩個閥芯的密封口為面對面設置，分別與其對應的閥座密封口匹配構成密封付。
為了更好地實現本實用新型的目的，還可進一步採取以下技術措施閥芯體為兩端封閉的圓筒，圓筒壁的外徑小於閥座的內徑，在筒壁上加工有介質通道，作為閥芯的圓筒兩端的筒底，其外徑大於閥座的內徑，且分別加工有與對應閥座密封口相匹配的密封口。如將閥芯體設計成圓筒的外徑與閥座的內徑為滑動配合，在圓筒中間部位的四周壁房上加工有介質流通長孔，且孔的長度不大於兩個閥座密封面間軸向距離，則更有利於發明目的的實現。
閥座與閥芯的密封口均為圓錐面，相互匹配構成錐面密封付，最好在閥芯密封面上設置可更換的軟質密封圈。
以上所揭示的低選閥為二通道的低選閥，可在兩個流通管道內選出一個介質壓力較低的一個通道使其導通，介質進入相應的設備內使流程操作繼續下去。但不能進行多通道的低選，如要進行多通道的低選，可採用以下所揭示的多通道組合低選閥以上面所述的二通道的低選閥為組件，把不少於兩個的二通道低選閥組合在一起，使每個二通道的低選閥的三個進出口中至少有一個進出口與其它二通道低選閥的進出口相連接。這樣組合在一起的低選閥就可進行多通道的低選。
本實用新型所公開的二通道高選閥，其選擇導通的原理是這樣的，見附圖2。該閥有三個進出口，在工藝流程中a2、b2、同為進口或同為出口，c2與a2、b2相反。在工藝流程裝置的運行中，a2、b2兩端的壓力是不等的，而且往往是交替變化的。當a2端壓力大於b2端壓力時，閥芯體在壓差作用下，開始向b2端移動，a2端與c2端的導通截面積逐漸減小，當閥芯移動到中間位置時，a2、b2、c2端全處於封閉狀態，閥芯體繼續向b2端移動時，b2端與c2端開始導通，且導通截面積逐漸增大，當閥芯體的左邊閥芯密封面與閥座密封面接觸匹配形密封付時，並在介質壓差的作用下致使a2端與c2完全切斷，b2端與c2端完全導通。反之，若a2端壓力小於b2端壓力，閥芯體反向移動，移動過程如上面所述，結果是b2端與c2端完全切斷，a2端與c2端完全導通。
本實用新型所公開的多通道低選閥組合閥，其選擇導通的原理是這樣的，見附圖5，由三個二通道低選閥組成，按圖所示連接組合，有四個通道，即a5－f5－g5，b5－f5－g5，c5－e5－g5，d5－e5－g5。若閥DF1的b5端壓力P2大於a5端壓力P1，則a5端與f5端導通，若閥DF2的d5端壓力P4大於c5端壓力P3，則c5端與e5端導通，再由閥DF3比較e5端與f5端的壓力，如e5端的壓力P3大於f5端的壓力P1，f5端與g5端導通，即閥DF1的a5端與閥DF3的g5端導通，也就是在a5、b5、c5、d5四端中選擇壓力最低者使其導通，也就實現了多通道低壓選擇。在多通道低選組合閥中，每個二通道低選閥的工作原理都與上面已闡述的其單獨工作時相同。
以本實用新型公開的二通道低選閥和申請人在另一專利申請案公開的二通道高選閥為基本原件，進行組合配置，可以組成一個多通道的中選閥。例如，把兩個低選閥與一個高選閥按圖6所示的關係，用管道連接起來，或把一個低選閥與兩個高選閥按圖7所示的關係用管道連接起來，均可得到一個四通道中選閥。也可以將幾個閥按對應關係，製成一個集成塊，得到組合中選閥，用來選出四個通道中壓力中上或中下者，導通具有中上或中下壓力的通道。在附圖6中，a6、b6、c6、d6端的壓力分別為p1、p2、p3、p4，且p1＞p2＞p3＞p4，該中選閥使具有中上壓力的通道即b6－f6－g6導通。附圖7的結構可用來選擇中下壓力。如將低選閥與高選閥按附圖8所示並聯組合在一起，可得到一個整流閥，其原理相當於電路中整流電路。有兩種組合方式，一種是用管道聯接起來，一種是按聯接關係，製成一個集成塊。附圖8所示的整流閥，其原理是，當a8端的壓力大於b8端壓力時，a8端與高選閥GF1的c8端導通，b8端與低選閥DF1的d8端導通，當a8端壓力小於b8端壓力時，a8端與低選閥DF1的c8端導通，b8端與高選閥GF1的c8端導通。
本實用新型與現有技術相比，具有以下比較突出的優點1、低選閥可以提供兩個或兩個以上的通道大大減少了流程閥與配管，簡化了工藝流程和流程閥控制系統。
2、本實用新型不需外部信號和驅動機構操作控制其切換，而是受控介質的壓差控制操作其自動切換，大大提高了整個工藝流程裝置運行的可靠性。
3、本實用新型密封點少，不存在截止閥中的填料密封和活塞密封那樣的動密封；同時由於密封付為錐面密封，且在錐面密封面上設置有可更換的軟質密封圈，因此具有良好的密封效果。特別是當介質有毒或因其他原因不允許外漏時，本實用新型的優越性更為突出。
4、本實用新型易損件少，維修工作量少，使用壽命長，加工，安裝，維修均很方便，一次性地投資成本和使用成本都低。
本實用新型還具其他方面的優點。
附
圖1是現有技術截止閥的結構示意圖。
附圖2是本實用新型的結構示意圖。
附圖3是本實用新型採用另一種閥芯結構時的示意圖。
附圖4是由二個二通道低選閥組成的三通道低選閥原理示意圖。DF1、DF2是低選閥，a4、b4、c4、d4、e4、f4是低選閥接口，p1、p2、p3是接口介質壓力。
附圖5是由三個二通道低選閥組成的四通道低選閥原理示意圖。DF1、DF2、DF3是低選閥，a5、b5、c5、d5、e5、f5、g5是低選閥接口，p1、p2、p3、p4是相應接口介質壓力。
附圖6是由兩個二通道低選閥DF1、DF2和一個二通道高選閥GF1組成的四通道中選閥原理示意圖，a6、b6、c6、d6、e6、f6、g6是閥的接口，p1、p2、p3、p4是相應接口介質壓力。
附圖7是由一個二通道低選閥DF1和兩個二通道高選閥GF1、GF2組成的四通道中選閥原理示意圖，a7、b7、c7、d7、e7、f7、g7是閥的接口，p1、p2、p3、p4是相應接口介質壓力。
附圖8是由一個二通道低選閥DF1和一個二通道高選閥GF1組成的整流閥，a8、b8、c8、d8是閥的接口，p1、p2是相應接口的介質壓力。
下面結合著附圖圖面說明，給出本實用新型的一個實施例，並對本實用新型進一步詳細描述。
用於變壓氫吸附工藝流程中的四通道低選組合閥，由三個二通道低選閥DF1、DF2、DF3組成，如附圖5所示。DF3的兩個直通進出口同為進口或出口，分別與DF1、DF2的同為出口或進口的橫向貫通進出口e5、f5相接，DF1和DF2的各自兩個直通進出口a5、b5、c5、d5都同時為進口或出口。三個二通道低選閥的結構都是一樣的，由閥體1與閥芯體2構成，閥體有三個進出口a2、b2、c2，其中進出口a2、b2直通，另一個進出口c2與兩個直通進出口之間的直通道垂直相通，整個閥體成「T」字型。在兩個直通進出口內分別設置閥座4，兩個閥座上的圓錐面密封面8為背靠背設置，兩端封閉的筒底3為閥芯的圓筒狀閥芯體2安置在兩閥座所在直通道內，閥芯體2的兩閥芯3位於兩個閥座之外，閥芯3的外徑大於閥座4的內徑，閥芯體2的筒壁外徑與閥座內徑為滑動配合，在閥的運行中起導向作用。在筒壁的中間部位加工有介質流通長孔5，長孔的軸向長度不大於兩個閥座密封面間的軸向長度，閥芯的密封口為圓錐面7，與閥座的圓錐密封面8構成圓錐面密封付。為了提高密封效果，還在閥芯的密封面上設置有可更換的軟質密封圈6。
本實用新型不限於實施例和附圖所描述的幾種形式，根據其發明思想還可設計成其它多種形式，特別是組合低選閥、中選閥和整流閥更是如此。
權利要求1.一種變壓吸附工藝流程低選閥，由閥體(1)與閥芯體(2)構成，閥體有三個進出口，其中兩個進出口(a2、b2)直通，另一個進出口(C2)與兩個直通進出口之間的直通道相交貫通，其特徵是在兩個直通進出口內分別設置閥座(4)，且兩個閥座的密封口(8)為背靠背設置，閥芯體安置在兩閥座所在的直通道內，閥芯體上的兩個閥芯(3)位於兩個閥座之外，兩個閥芯的密封口(7)為面對面設置，分別與其對應的閥座密封口匹配構成密封付。
2.根據權利要求1所述的變壓吸附工藝流程低選閥，其特徵在於所說的閥芯體為兩端封閉的圓筒狀，圓筒壁的外徑小於閥座的內徑，在筒壁上加工有介質通道(5)，作為閥芯的圓筒兩端的筒底(3)，其外徑大於閥座的內徑，且分別加工有與對應閥座密封口相匹配的密封口。
3.根據權利要求2所述的變壓吸附工藝流程低選閥，其特徵在於圓筒的外徑與閥座的內徑為滑動配合，在圓筒中間部位的四周筒壁上加工有介質流通長孔，且孔的軸向長度不大於兩個閥座密封面間的軸向距離。
4.根據權利要求1或2或3所述的變壓吸附工藝流程低選閥，其特徵在於閥座與閥芯的密封口均圓錐面，相互匹配構成錐面密封付。
5.根據權利要求4所述的變壓吸附工藝流程低選閥，其特徵是閥芯密封口面上設置有可更換的軟質密封圈(6)。
專利摘要本實用新型是一種變壓吸附工藝流程低選閥，二通道的低選閥是基本件，它由閥體和閥芯體構成，閥體的三個進出口成「T」字形，在兩個直通進出口內分別設置閥座，兩個閥座的密封口面為背靠背設置，有兩個閥芯的閥芯體位於兩個閥座所在的直通道內，兩閥芯分別位於兩閥座之外，其密封口面為面對面設置。閥芯的啟閉由受控介質壓差的作用自動操作運行。採用本實用新型可減少流程閥和配管，簡化工藝流程和流程閥控制系統，且故障少，運行可靠，壽命長，成本低。
文檔編號F16K11/02GK2193477SQ9423659
公開日1995年3月29日 申請日期1994年6月4日 優先權日1994年6月4日
發明者姚惠民 申請人:化工部西南化工研究院變壓吸附分離工程研究所