【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石化/煤化工艺油煤浆介质的专用楔形弹性单闸板阀，尤其是一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，属于重油输送管道配件类。
技术介绍
1、油浆、煤浆是催化裂化、催化裂解、煤炭焦化等石化和煤化生产过程中的中间产物或产品，属于重油范畴。
2、石化工业中的油浆会携带一定量的具有反应活性的催化剂固体颗粒，由于油浆中所含具有反应活性催化剂固体颗粒的事实，是由石油化工生产工艺所决定的、是无法避免的。所携带催化剂成份为si、al元素为主的化合物，是一种具有高硬度和不规则外形的固体颗粒，固体粒度主要分布在100μm以下，含量受生产工艺和操作水平影响略有不同，正常情况会低于6g/l；因此，油浆流经的设备和管线、管件须能承受这些催化剂颗粒冲刷和磨损的性能。
3、同样，石化工业中的油浆也是一种多组份重油、含沥青质和胶质等的混合物。煤化工中的煤浆和过程重油则是高碳及高颗粒含量的混合油料。生产过程中，油浆和煤浆极易脱碳结焦。油浆煤浆(以下简称油煤浆)料中混合着的碳化结焦颗粒物，会在流经的管道内壁和不规则的低流速位置产生沉淀、附着和聚集，因而在金属表面形成坚硬的焦块，并在此基础上继续加重结焦，阻挡被输送的浆料顺利流过。若结焦发生在阀门的运动结合部、阀道和阀杆腔内，则会直接导致阀门无法正常开启或关闭。
4、油煤浆料介质系统一旦出现局部泄漏或在系统设备管件需要维修时，都必须通过阀门可靠切断流程、待其内部的油煤浆料介质温度降到自燃点之下后排出，才能获得维修条件。因此，阀门可靠关闭是油煤浆料系统安全的基
5、由于油煤浆料的这一性质特殊，使得石油化工或煤炭化工生产中的油煤浆料系统的阀门都存在着以下两类典型问题：
6、一是：由于阀芯和阀座被油煤浆料介质冲刷磨损会导致阀芯与阀座之间密封失效；
7、二是：由阀体内的催化剂沉积或结焦，阻碍阀芯运动，导致阀门关闭阻力大增或关闭不严。
8、针对上述问题，现有技术提供了一些相应的解决方案，其中，阀门抗磨方面有中国专利cn202152727u提出的“油浆泵口专用阀”，其技术要点在于：阀座的油浆通道壁上、阀座与闸板的接触面上、闸板与阀座的接触面上都喷涂硬质合金层；中国专利cn200952484y提出的“高温耐磨油浆泵阀”，其技术要点在于：阀体内腔及闸板中间凹窝增加衬里、阀体的阀座和闸板之间的密封面上均堆焊硬质合金，使阀门的耐磨损性能得到提高，增加阀门的抗冲刷性；中国专利cn204226699u则提供了“一种带吹扫机构的楔式闸阀”；类似通过吹扫清理阀座和闸板之间密封面、降低阀门启闭阻力的技术还包括中国专利cn2795576提出的“带吹扫阀的闸阀”、中国专利cn203926884u提出的“卸灰排渣球阀”、中国专利cn202867909u提出的“一种煤化工用带吹扫、冲洗装置的锁渣、锁斗阀”等。
9、具体这些技术措施的参考资料细节如下：
10、中国专利文献cn202152727u(申请号：2011202209865)提出的“油浆泵口专用阀”，包括对阀体，阀座的油浆通道的道壁上，在阀座与闸板的接触面上，在闸板与阀座的接触面上都喷涂有硬质合金层增加抗磨性。
11、中国专利文献cn20095248(申请号：2006201359328)提出的“高温耐磨油浆泵阀”，在阀体内腔及闸板中间凹窝增加衬里，在阀体的阀座和闸板之间的密封面上均堆焊硬质合金，密封面堆焊硬质合金的厚度≥2mm。由于在易冲刷部位增加了衬里，且采用了特殊的加固型衬里方式，使阀门的耐磨损性能得到提高，增加阀门的抗冲刷性。
12、一些阀门技术提出了通过吹扫清理阀内的阀芯和闸座之间密封面，降低阀门的启闭阻力。
13、中国专利文献cn204226699u(申请号:2014205966945)提出的“一种带吹扫机构的楔式闸阀”，阀体上设有进口管道、出口管道以及位于进口管道、出口管道之间的阀座，所述的楔形闸板可升降活动地设置于阀座内，且该楔形闸板的上端与阀杆固定联接配合，所述的阀体相对阀座的底部设置有第一吹扫机构，该第一吹扫机构包括有设置于阀体上并与阀体内腔相通的第一吹扫孔，该第一吹扫孔的外端密封联接的第一吹扫进管，所述的第一吹扫进管上设置有用于控制第一吹扫进管启闭的第一吹扫控制阀。本技术的优点是能对楔形闸板密封面处的污物进行清洁，并降低启闭阻力。
14、中国专利文献cn2795576(申请号：2005200719567)提出的“带吹扫阀的闸阀”，在阀盖上侧和阀体凹坑处分别设有吹扫阀，可以在阀门安装状态下，从阀盖上的吹扫阀通入高压水或蒸汽，从阀体凹坑处的吹扫阀排出，实现在线清除阀体凹坑内的渣质。
15、中国专利文献cn203926884u(申请号：2014203291659)提出的“卸灰排渣球阀”，在球阀的阀体上设有吹气通道，所述吹气通道伸入后通道内，吹气通道的吹气出口朝向阀芯，安装在工业管道末端或工业设备上，用于定期排放沉积的灰粉；带吹扫孔，能有效清理阀腔内的灰粉。
16、中国专利文献cn202867909u(申请号：2012205087239)提出的“一种煤化工用带吹扫、冲洗装置的锁渣、锁斗阀”，在阀体上固定连接有吹扫装置以及清洗装置，阀杆轴颈处、上下轴承套内圈，均喷涂wc和ni 60，阀体衬套表面、阀座表面、球体内壁，均喷涂碳化钨wc。可以对轴承套与阀杆之间的间隙进行吹扫，还能对阀体腔进行清洗，避免了阀门卡死现象的发生，且有更好的耐磨性，耐腐蚀性，延长了使用寿命。
17、以上已有技术的共同特点在于：通过喷涂、堆焊高强度合金材料或是增设耐磨衬里来增强阀门抵抗流体介质冲刷磨损能力，或者从阀体的固定接口引入外部高压水、蒸汽或气体来吹扫阀门内部存在阻碍阀门部件运动的物质，抑或从阀体接口排放出阀内沉积的灰粉物质，这些技术应用在普通浆料或粉尘介质系统中的阀门上确实具有一定的效果，但是，对于性状特殊的石化和煤化工中的油煤浆料介质，上述技术尚有不足，特别是采用压缩气体、蒸汽和高压水体的接入等技术手段，均为禁止吹入油煤浆料内的物料，所以，通过引入上述物料进行吹扫清理的技术无法在油煤浆输送中应用；而且，由于油煤浆料在生产过程中的温度范围内具有很强的脱碳结焦倾向，即参与化学反应的浆料易碳化结焦，会在阀门腔体内表面形成坚硬的强附着力焦质结块，故仅对阀内密封面吹扫其收效甚微。
18、综上所述的这些技术对用于浆料和粉尘介质的阀门具有一定的效果。但是油煤浆的物理化学性质特别，在生产加工过程中具有显著的三个特点：一是油煤浆中含有坚硬的固体颗粒，对所流经的管道设备表面造成冲刷和磨损破坏；二是油浆在工艺生产过程所处的温度范围内具有很强的脱碳结焦倾向，即化学反应的烃脱氢碳化，在流经物体表面与催化剂颗粒形成坚硬的焦质结块；三是油煤浆以流体形态存在，其工作温度已经处于自燃点之上，若泄露到空气中即可发生剧烈燃烧。由于油浆系统的特殊性，近四十年油煤浆输送工艺上曾采用过单闸板闸阀、双闸板闸阀、三偏心蝶阀，甚至采用两道阀串联以确保关键时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，包括法兰(1)、阀体(2)、阀盖(3)、阀架(4)、阀杆(5)、阀杆密封套(6)、楔形弹性闸板(7)、阀座(8)、阀杆密封压盖(9)、闸阀开阖机构(10)、以及分别设置在所述阀盖(3)盖体上的油品上注入结构(11)和设置在阀体(2)下部的油品下注入结构(12)；所述阀体(2)与所述阀盖(3)配合在阀内围合形成阀杆腔(A)，所述阀体(2)在其底部中心下凹形成阀道腔(B)；其特征在于：所述的楔形弹性闸板(7)的周边弧面板体上设有一圈垂直于弧面的环状U型凹槽(E)，由该楔形闸板上的环状U型凹槽(E)与阀座(8)及阀体(2)下部的凹型结构形成阀体内的环状阀道腔、并经该环状阀道腔与阀杆腔连通形成阀体(2)的整体阀内腔；所述的油品上注入结构(11)由油品上注入阀(11b)、油品上注入管嘴(11a)和导向分布管嘴(13)连接构成，所述的导向分布管嘴(13)与油品上注入管嘴(11a)构成适应于不同规格阀体内腔使用的偏转角和安装角。
2.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述的导向分
3.如权利要求1所述导向分布管嘴(13)受偏转角α和安装角β控制，在依阀盖(3)上的任一油品上注入点为原点，该点在阀盖弧面的切面为x-y平面，x轴与阀杆垂直，y轴与阀杆处于同一平面，z轴与油品上注入管嘴(11a)的中心线重合的三维直角坐标系xyz中，导向分布管嘴(13)的油品喷出方位Fout与z轴夹角为偏转角α，是控制经导向分布管嘴吹扫阀腔内壁角度的技术参数，也是制造导向分布管嘴(13)的零件的规格参数；相应地，油品喷出方位Fout与阀盖内壁切面间夹角为吹扫角δ＝α-90°，为锐角；导向分布管嘴(13)的油品喷出方位Fout在x-y平面投影线Fxy-out与x轴夹角为安装角β，是控制吹扫范围技术参数，也是导向分布管嘴(13)的安装方位参数；所述偏转角α、安装角β与阀门公称直径DN，注入油品压力与阀内油煤浆介质压力的压差ΔP呈以下函数关系：
4.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述油品上注入结构(11)有1～n个；当n≤4，优先按油品上注入点H、l、J、K顺序布置在阀盖3上，当n≥5，按包含油品上注入点H或l之一，其余在阀盖3上均匀布置。
5.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述的油品下注入结构(12)由油品下注入管嘴(12a)和油品下注入阀(12b)组成。
6.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述油品下注入结构(12)有1～n个；当n为奇数，按包含油品下注入点G，其余对称均匀对称分布在阀体(2)的下半部的阀道区域阀体(2)上；当n为偶数，油品下注入点对称均匀分布在阀体(2)下半部的阀道区域阀体(2)上。
7.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：楔形弹性闸板(7)的周向边沿有表面平滑的环状U型槽E，U型槽底直径Dm与阀门公称直径DN、公称压力PN和闸板材料弹性模量ε呈如下函数关系：
8.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述油品上注入结构(11)和油品下注入结构(12)为手动控制阀、电动控制阀、气动控制阀、液压控制阀中的任意一种。
9.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述闸阀开阖机构(10)为手轮、电动执行器、气动执行器、液压执行器中的任意一种。
10.如权利要求1-9所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其防止阀腔内结焦及磨损的方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，包括法兰(1)、阀体(2)、阀盖(3)、阀架(4)、阀杆(5)、阀杆密封套(6)、楔形弹性闸板(7)、阀座(8)、阀杆密封压盖(9)、闸阀开阖机构(10)、以及分别设置在所述阀盖(3)盖体上的油品上注入结构(11)和设置在阀体(2)下部的油品下注入结构(12)；所述阀体(2)与所述阀盖(3)配合在阀内围合形成阀杆腔(a)，所述阀体(2)在其底部中心下凹形成阀道腔(b)；其特征在于：所述的楔形弹性闸板(7)的周边弧面板体上设有一圈垂直于弧面的环状u型凹槽(e)，由该楔形闸板上的环状u型凹槽(e)与阀座(8)及阀体(2)下部的凹型结构形成阀体内的环状阀道腔、并经该环状阀道腔与阀杆腔连通形成阀体(2)的整体阀内腔；所述的油品上注入结构(11)由油品上注入阀(11b)、油品上注入管嘴(11a)和导向分布管嘴(13)连接构成，所述的导向分布管嘴(13)与油品上注入管嘴(11a)构成适应于不同规格阀体内腔使用的偏转角和安装角。
2.如权利要求1所述的一种带导向分布结构的防结焦及磨损的楔形弹性单闸板阀，其特征在于：所述的导向分布管嘴(13)的喷嘴出口流流道宽高比为：λ＝w/h，与阀门公称直径dn，以及注入油品压力与阀内油煤浆介质压力的压差δp呈以下函数关系：
3.如权利要求1所述导向分布管嘴(13)受偏转角α和安装角β控制，在依阀盖(3)上的任一油品上注入点为原点，该点在阀盖弧面的切面为x-y平面，x轴与阀杆垂直，y轴与阀杆处于同一平面，z轴与油品上注入管嘴(11a)的中心线重合的三维直角坐标系xyz中，导向分布管嘴(13)的油品喷出方位fout与z轴夹角为偏转角α，是控制经导向分布管嘴吹扫阀腔内壁角度的技术参数，也是制造导向分布管嘴(13)的零件的规格参数；相应地，油品喷出方位fout与阀盖内壁切面间夹角为吹扫角δ＝α-90°，为锐角；导向分布管嘴(13)的油品喷出方位fout在x-y平面投影线fxy-out与...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁黎明，
申请(专利权)人：上海致行能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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