1500℃超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構的製作方法
2023-12-01 04:50:21
1500℃超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構的製作方法
【專利摘要】一種1500℃超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，該角式截止閥進口端對側的主閥體上設置有集渣槽，該集渣槽同時具有觀察窗的作用。所述集渣槽包括收集錐環，該收集錐環安裝在所述角式截止閥進口端對側的主閥體處，兩者之間設置隔熱圈；所述收集錐環的前端為錐體結構，後端為柱體結構並在其中依次安裝集渣桶、耐磨板、隔熱板、緩衝板之後由端蓋密封固定在所述主閥體上；所述集渣桶的壁厚上均布孔。本發明充分地收集了高溫介質中的顆粒物、灰渣同時又兼具觀察窗結構，便於拆裝，不拆卸閥杆、閥蓋的情況下，便於在線觀察閥內腔、閥桿頭部、閥座密封面的工作情況，以便及時檢修更換，降低安全隱患。
【專利說明】1500 °C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構
【技術領域】
[0001]本發明屬於閥門製造【技術領域】，涉及一種滿足於超高溫高流速帶有顆粒物、灰渣的高溫空氣的角式截止閥進口端對側的設計結構。
【背景技術】
[0002]在800°C左右較低溫度等級的高溫閥門，國內外有完全採用非金屬製作的閥門，但由於非金屬材料的屬性不能滿足急冷急熱及高壓工況的要求。國內外還有採用水冷措施使閥門能正常工作的，但這樣會使介質的熱損失太大，會使閥門出口介質達不到試驗的要求，因而不能被採用。根據目前國內外相關資料，在抗高溫領域，沒有能滿足1500°C高溫高壓高速工況下能安全工作的閥門，尤其沒有檢索到在1500°C高溫高壓高速工況下、介質中帶有顆粒物、灰渣時能安全工作的閥門，而且也沒有檢索到所述的相應的超高溫閥門中設計有集渣槽兼具觀察窗的結構。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種在超過金屬熔化溫度、介質帶顆粒物、灰渣的工況下安全可靠運行的角式截止閥進口端對側的設計結構，即1500°C超高溫閥門的集渣觀察裝置。
[0004]為此，所採用的技術方案為一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，該角式截止閥進口端對側的主閥體上設置有集渣槽，該集渣槽同時具有觀察窗的作用。
[0005]所述集渣槽包括收集錐環，該收集錐環安裝在所述角式截止閥進口端對側的主閥體處，兩者之間設置隔熱圈；所述收集錐環的前端為錐體結構，後端為柱體結構並在其中依次安裝集渣桶、耐磨板、隔熱板、緩衝板之後由端蓋密封固定在所述主閥體上；所述集渣桶的壁厚上均布孔。
[0006]所述收集錐環前端的錐體結構的錐度為40°?50°。
[0007]所述收集錐環前端的錐體結構的錐度為45°
所述隔熱板和緩衝板的圓周上加工有孔，該孔和從其端面上加工的孔貫通。
[0008]所述緩衝板上均布孔。
[0009]當1500°C超高溫閥門的介質中含有耐火材料的顆粒物、灰渣時，為了防止其進入閥門的密封副，會隨著介質流向密封面，對密封面進行衝刷，並且在關閉過程中顆粒物、灰渣會夾在密封面間，而影響閥門的密封和使用壽命，所以，在此工況下，必須設置集渣裝置。
[0010]本發明中帶有顆粒物的高溫介質從閥門進口端進入時，由於介質流速較高,根據有限元分析運動軌跡為拋物線的形式，顆粒物會隨著氣流的軌跡帶入集渣口在集渣桶中震蕩多次衰減後，最終掉入集渣桶的小孔中，經過一個工作周期後把端蓋處的螺母擰開，取下端蓋，取下緩衝板、隔熱板、耐磨板、再取下集渣桶，第一可清理集渣桶中的顆粒物、灰渣，第二可觀察閥內腔、閥桿頭部、閥座密封面的工作情況，以便及時檢修更換，降低安全隱患。在閥門密封副前捕集固體顆粒，可有效保證閥門密封副及閥體其餘區域，不被高速固體顆粒磨削，從而保證閥門密封的可靠性及提高閥門的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2a為顆粒物從下端進入集渣槽時的運動軌跡示意圖之一；
圖2b為顆粒物從下端進入集渣槽時的運動軌跡示意圖之二 ；
圖3a為顆粒物從上端進入集渣槽時的運動軌跡示意圖之一；
圖3b為顆粒物從上端進入集渣槽時的運動軌跡示意圖之二 ；
圖4a為本發明集渣桶的結構示意圖；
圖4b為圖4a的剖面示意圖；
圖5為本發明緩衝板的結構示意圖；
圖6為本發明隔熱板的結構示意圖；
圖7為本發明耐磨板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0013]見圖1，一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:該角式截止閥進口端對側的主閥體I上設置有集渣槽，該集渣槽同時具有觀察窗的作用。
[0014]所述集渣槽包括收集錐環3，該收集錐環3安裝在角式截止閥進口端對側的所述主閥體I處，兩者之間設置隔熱圈2 ;所述收集錐環3的前端為錐體結構，後端為柱體結構並在其中依次安裝集渣桶4、耐磨板5、隔熱板6、緩衝板7之後由端蓋11通過密封8由螺母螺栓9、10固定在所述主閥體I上；所述集渣桶4的壁厚上均布孔。
[0015]端蓋為獨立的部分，其前端設有的耐磨板、隔熱板、緩衝板保證了閥門端蓋部位在高溫狀態下工作更加可靠。
[0016]所述收集錐環3前端的錐體結構的錐度為40°?50°，優選45°。
[0017]帶有顆粒物的高溫介質從閥門進口端進入時，由於介質流速較高，根據有限元分析運動軌跡為拋物線的形式，顆粒物會隨著氣流的軌跡帶入收集錐環3中的集渣桶4中震蕩多次衰減後，最終掉入集渣桶4的小孔中，當顆粒物碰撞在收集錐環3的最低點時，經過反射掉入集渣桶4的最外側小孔中，見圖2a、2b所示，當顆粒物碰撞在收集錐環3的最高點時，經過反射掉入集渣桶4的裡側小孔中，見圖3a、3b所示。集渣角度範圍為40°?50°集渣角度如果低於40°時，收集錐環前端過長，裝置過於笨重，集渣角度如果高於50°時，收集錐環前端過短，集渣效果不好，所以根據收集錐環3長度最終確定了收集錐環口的角度45°，該角度保證了每一個碰裝在收集錐環口處顆粒都能進入到集渣桶4中，前端又不是很長，所以收集錐環口的角度45°為最佳。集渣桶4結構見圖4，其壁厚上交錯布滿孔，一次沒有進入的顆粒，可以經過震蕩多次衰減後，最終掉入集渣桶4的孔中而被收集。
[0018]見圖6、圖7，所述耐磨板5和隔熱板6的圓周上加工有孔，該孔和從其端面上加工的孔貫通形成拐角通孔，方便用鉤狀物將其取出。而且其放置在集渣桶的後方，既便於加工，又防止了介質直衝過來對耐磨板、隔熱板的衝擊，對其強度的影響，滿足了工藝、強度的雙重要求，使得閥門端蓋部位在高溫狀態下工作更加可靠。
[0019]見圖5，所述緩衝板7上均布孔，既增加了緩衝功能，又便於取下。
[0020]在一個工作周期後可以把端蓋11處的螺母9擰開，依次取下端蓋11，、緩衝板7、隔熱板6、耐磨板5、再取下集渣桶4，第一可清理集渣桶4中的顆粒物、灰渣，第二可觀察閥內腔、閥桿頭部、閥座密封面的工作情況，以便及時檢修更換，降低安全隱患。在閥門密封副前捕集固體顆粒，可有效保證閥門密封副及閥體其餘區域，不被高速固體顆粒磨削，從而保證閥門密封的可靠性及提高閥門的使用壽命。
[0021 ] 本發明為超高溫高壓高速風洞試驗中使用的閥門，安裝在空氣加熱器出口與超聲速風洞喉管噴管之間的關鍵部位，在風洞實驗中用於開啟和關閉風洞高溫空氣源，是工程系統的關鍵設備。在抗高溫領域，1500°C超高溫閥門尚屬首次。
[0022]所述風洞試驗的主要工作流程中本發明的動作過程:
①、預熱階段:
預熱時間約24小時，此時超高溫特殊閥門處於關閉狀態，隔熱襯裡前端有8米的管道，通過此管道將加熱器和閥門連接起來，此時隔熱襯裡內
的氣壓為當地標準大氣壓；經過24小時的預熱後加熱器中的溫度達到1500 0C ,隔熱襯裡內的空氣處於非流動狀態。
[0023]②、加熱空氣階段:
經過24小時的預熱後加熱器中的溫度達到1500°C時，開啟加熱器上的閥門使得5.0MP a的空氣進入加熱器中，此時超高溫特殊閥門處於關閉狀態。再次加熱約3分鐘使得空氣充分進行熱交換。此時閥門內腔承受5.0MP a、1500°C的高溫空氣。
[0024]③、閥門開啟階段:
閥腔內部壓力和溫度達到5.0MP a、1500°C時，超高溫特殊閥門在I秒鐘內迅速開啟，流速為60m/s的高溫空氣充入閥門並通過閥座流出，高溫空氣持續流動時間20秒。
[0025]④、閥門關閉階段:
高溫空氣持續流動時間20秒後，超高溫特殊閥門緩慢關閉，並截斷加熱器5.0MPa氣源，閥內溫度下降，氣壓為當地標準大氣壓。重新加熱至1500°C時間約6個小時，再準備下一次開啟閥門。
【權利要求】
1.一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:該角式截止閥進口端對側的主閥體(I)上設置有集渣槽，該集渣槽同時具有觀察窗的作用。
2.根據權利要求1所述的一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:所述集渣槽包括收集錐環(3)，該收集錐環(3)安裝在所述主閥體(I)處，兩者之間設置隔熱圈(2);所述收集錐環(3)的前端為錐體結構，後端為柱體結構並在其中依次安裝集渣桶(4)、耐磨板(5)、隔熱板(6)、緩衝板(7)之後由端蓋(11)密封固定在所述主閥體(O上；所述集渣桶(4)的壁厚上均布孔。
3.根據權利要求2所述一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:所述收集錐環(3)前端的錐體結構的錐度為40°?50°。
4.根據權利要求3所述一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:所述收集錐環(3)前端的錐體結構的錐度為45°。
5.根據權利要求2所述一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:所述隔熱板(6)和緩衝板(7)的圓周上加工有孔，該孔和從其端面上加工的孔貫通。
6.根據權利要求2所述一種1500°C超高溫角式截止閥進口端對側的設計結構，其特徵在於:所述緩衝板(7)上均布孔。
【文檔編號】F16K1/32GK104455495SQ201410744969
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】陳文鑫, 陳清流, 董霞, 張琳, 樂精華 申請人:蘭州高壓閥門有限公司