专利名称：焦化四通球阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温渣油专用球阀，特别是一种用于焦化装置焦化塔底进料切换工艺的焦化四通球阀。
背景技术：
在石油炼制工业，随着原油深加工技术发展，大多炼油厂采用焦化装置将炼油残留物——渣油制成炭化产品。现有焦化装置中通常采用一条进料管线供应三个焦炭塔原料的工艺方式，以提高装备效率。焦炭塔塔底进料均是通过各种阀门的控制来实现，其核心工艺要求是通过阀门控制在需要的时间将原料切换输送到其中一个焦炭塔。由于渣油粘度大，在阀内零件表面会结焦和积碳，尤其是在活动零件之间的配合间隙中，不断积累的焦化物和残余碳使零件之间相互凝固，造成动作困难，甚至无法动作，使阀门完全失效。由于这种工艺介质的特殊性，因此需要专用阀门产品作为管道输送高温渣油等高粘度介质的管路截断阀、压力、流量调节阀和多通道流向切换阀。
目前我国焦化装置阀门主要是1、使用一般工业用闸阀作为截断阀。由于通用闸阀只能用于清洁的水、油、气和低粘度介质系统，不具有防止结焦和积碳的功能，因此焦油会迅速积聚到密封面、阀杆填料等部位，并碳化凝固在一起，使阀门密封失效，甚至无法动作。这些阀门不得不频繁更换或经常拆卸清除结焦后勉强使用。
2、采用四通旋塞阀作为焦炭塔塔底进料切换阀。四通旋塞阀包括与一个进口法兰和三个出口法兰整体铸造而成的阀体、与阀体进口相连并提供与进口管道连接功能的法兰短节、设置在阀体内的带L形通孔的旋塞、旋塞与法兰短节间的弹簧、操作旋塞转动的阀杆、设置在阀体与阀杆之间的填料和压紧填料的填料压盖、操作阀杆下移并推动旋塞脱离阀体内锥面的螺纹压套、操作阀杆并带动旋塞转动的手柄、蒸汽进口接管等，在阀体内保持上下各一个圆柱腔。其原理是在正常工作状态，阀杆被提升到最高位置，阀杆头部背锥面与阀体形成密封，避免填料持续受介质压力作用；同时阀杆头部与旋塞间有一定轴向间隙，支撑在法兰短节上的弹簧推动旋塞与阀体内锥面紧密接触而形成初始密封，并在进口介质压力推动下旋塞与阀体内锥面形成密封。在需要改变出口方向时，首先顺时针操作螺纹压套使阀杆推动旋塞脱离阀体内锥面，然后操作手柄带动旋塞转动到需要的工作位置，随后再逆时针操作螺纹压套将阀杆提升到最高位置，旋塞在弹簧力和介质压力推动下与阀体内锥面在新切换位置形成密封。该阀使用中具有以下缺陷(1)一次换位需要三步操作，动作过程繁琐；(2)仍然没有解决好渣油结焦与积碳问题。填料处结焦使阀杆密封受到破坏，旋塞与阀体内部的结焦和积碳使旋塞和阀体密封面划伤，并进而发生粘结、凝固，使阀门无法动作；(3)在换向过程中存在出口通道死区(技术上称为增压角)。当旋塞转动至该区域时由于出口通道处于封闭状态，进口不断泵出的介质造成进口管线压力持续升高而危及管道、设备的安全。
(4)繁琐的操作过程使阀门难以采用电动、气动等操作方式，给整个装置的自动控制带来障碍。
3、采用多台一般工业用电动闸阀，按规定顺序操作各台阀门实现焦炭塔底进料切换。该方案既有普通闸阀的缺点，又有管道系统不紧凑，占用空间大的弊端；而且因需要多台电动闸阀，投资和运行费用高。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对背景技术的缺陷而提供一种焦化四通球阀，该种球阀可防止渣油结焦和积碳，能够保证阀门内所有运动零件之间不会发生粘接，造成卡阻甚至无法动作，以达到性能可靠，使用寿命长，加工装配方便，操作简单的目的。
本实用新型的解决方案在于该种焦化四通球阀包括带有一个进口和三个出口整体铸造的阀体、设置在阀体内的球体、连接在阀体上的上阀盖和三个端阀盖、穿过上阀盖和支架向球体传递扭矩的阀杆、与阀杆连接的行星齿轮减速器、电动执行器，其特征是在球体上设有支耳，在支耳和上阀盖之间设有轴承，在每一出口的端阀盖内设有可移动的阀座组件，在上阀盖内设有搁置填料、填料隔环、以及压紧填料的填料压套和填料压板的填料函，并设有向阀体体腔、填料函和阀座组件通入蒸汽的蒸汽接管和法兰。
上述可移动的阀座组件包括依次设置的阀座、填料垫、填料、弹簧座、以及支承在端阀盖与弹簧座之间的弹簧，所述阀座与球体表面形成紧密接触而密封。
上述端阀盖上设有径向通孔与弹簧孔相通，在弹簧座和阀座上也设置有通孔，且上述通孔均与蒸汽接管相通，以使蒸汽能够通入填料底部。
上述弹簧座设有宽内周边，构成端阀盖和阀座的内衬，其与端阀盖和阀座构成配合间隙，以形成防止焦油侵入的蒸汽阻尼。
上述阀杆头部设置了蒸汽通孔，该蒸汽通孔与填料隔环、及与填料函连接的蒸汽接管相通。
上述轴承与球体支耳和上阀盖之间设有配合间隙。
上述上阀盖内止口上设有环状气室，并在其底部设有小孔作为吹扫口与该气室相通，以使蒸汽从该吹扫口喷出时可清除附着在阀内零件表面的杂物。
本实用新型的优点在于在三个出口端均设有可移动的阀座组件，并设有蒸汽通路向阀座组件通入蒸汽，不但可避免阀座组件与端阀盖之间发生粘接、凝固而不能动作的情况发生，而且能保证阀座在弹簧和通入蒸汽的推动作用下与球面形成紧密接触而密封。由于设有向阀杆填料函通入蒸汽的接管并在阀杆头部设计有蒸汽通孔，从填料函导入的蒸汽在填料隔环处和阀杆头部形成两个气室，在轴承、上阀盖及球体支耳之间形成蒸汽阻尼，能够阻止渣油渗透并沉积到轴承和填料函内，从而保证阀杆长期、灵活地驱动球体转动。同时由于上阀盖内止口上设有环状气室，在底面设有蒸汽吹扫口，气室内的蒸汽通过分布于上阀盖底面的吹扫口喷出，可清除沉积在体腔和球面的渣油，具有较好的清除效果。本实用新型具有性能可靠、使用寿命长、操作简单、加工装配方便的优点，能广泛适用于高温渣油专用的两通、三通、四通甚至更多通道的球阀使用。
附图1是本实用新型主视图；附图2是附图1的A-A剖视图；附图3是附图2的局部I放大图；附图4是附图1的局部II放大图；附图5是附图1的局部III放大图。
图中1、阀体；2、球体；3、阀盖；4阀体蒸汽接管；5、阀杆蒸汽接管；6、填料压套；7、行星齿轮减速器；8、电动执行器；9、阀杆；10螺栓；11、填料压板；12、螺栓；13、支架；14、螺栓；15、螺栓；16、端阀盖；17、端阀盖蒸汽接管；18、阀座；19、填料垫；20、填料；21、弹簧座；22、弹簧；23、垫片；24、垫片；25、轴承；2具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步描述以DN200，PN6.3MPa阀门为例参考附图1、附图2、附图3阀体1包括一个进口和三个出口，整体铸造而成，三个端阀盖16与阀体1之间由耐高温的石墨缠绕式垫片23密封，上阀盖3和端阀盖16分别通过螺栓14和15与阀体1实现紧密连接。球体2置于阀体1内，球体2上有一支耳，既与阀杆9连接传递扭矩，又通过上阀盖3形成悬臂支撑，同时球体2还被同一平面均布的三个阀座18支撑，阀座18对球体的支撑是通过阀座组件实现的。阀座组件包括阀座18、填料垫19、带宽内周边的弹簧座21、设在填料垫和弹簧座之间的填料20、支撑在端阀盖16和弹簧座之间的弹簧22。弹簧座21的宽内周边分别与端阀盖16和阀座18构成配合间隙，并在端阀盖16上设有径向通孔，一方面与蒸汽接管17相通，另一方面与弹簧孔及设在弹簧座21和阀座18圆周上的通孔相通，通入的蒸汽在阀座组件内形成三个气室一是弹簧座21宽扩的内周边与端阀盖16配合形成的气室A；二是弹簧座21宽扩的内周边与阀座18配合形成的气室B；三是分布与阀座圆周的通气孔导入填料底部形成的气室C，通入的蒸汽压力比输送介质压力高0.2～0.5Mpa，阀座18在弹簧22和通入的蒸汽的推动作用下与球面形成紧密接触而密封，且通入的更高压力的蒸汽在相关零件的配合间隙中形成气阻，以阻止渣油向阀座组件中渗透和沉积，避免阀座18的浮动功能丧失。
参考附图4阀杆9穿过上阀盖3和支架13与行星齿轮减速器7键连接，上阀盖3与球体2支耳间设置轴承25和垫片24，与阀杆9头部凸阶之间设置止推轴承26。在上阀盖3上设有填料函，用于装入填料27和填料隔环28，并通过填料压套6和填料压板11压紧，实现阀杆9密封。填料函设有蒸汽入口，蒸汽接管5与该蒸汽入口及填料隔环27相通，同时与设在阀杆9头部的小孔相通，蒸汽通入后，在填料隔环28内形成气室D，在上阀盖3与球体2支耳间形成气室E，并在轴承25与球体支耳和上阀盖的配合间隙Z中形成蒸汽阻尼，阻止油渣侵入轴承和填料函内，使该部分不会因结焦和积碳造成零件表面划伤，零件间粘结、凝固在一起，从而保证操作时电动执行器8驱动行星齿轮减速器7带动阀杆9和球体2方便地转动，实现切换。
参考附图5在上阀盖3底部设有8个小孔作为吹扫口G，上述吹扫口向阀体1倾斜，阀体1连接蒸汽接管4，通入的蒸汽在上阀盖3与阀体1间形成气室F，气室F内的蒸汽通过吹扫口G清洁体腔和附着在阀内零件表面的渣油，清除效果明显。
权利要求1.一种高温渣油专用的焦化四通球阀，包括带有一个进口和三个出口整体铸造的阀体、设置在阀体内的球体、连接在阀体上的上阀盖和三个端阀盖、穿过上阀盖和支架向球体传递扭矩的阀杆、与阀杆连接的行星齿轮减速器、电动执行器，其特征是在球体上设有支耳，在支耳和上阀盖之间设有轴承，在每一出口的端阀盖内设有可移动的阀座组件，在上阀盖内设有搁置填料、填料隔环、以及压紧填料的填料压套和填料压板的填料函，并设有向阀体体腔、填料函和阀座组件通入蒸汽的蒸汽接管和法兰。
2.根据权利要求1所述的焦化四通球阀，其特征在于所述的可移动的阀座组件包括依次设置的阀座、填料垫、填料、弹簧座、以及支承在端阀盖与弹簧座之间的弹簧，所述阀座与球体表面形成紧密接触而密封。
3.根据权利要求1或2所述的焦化四通球阀，其特征在于所述的端阀盖上设有径向通孔与弹簧孔相通，在弹簧座和阀座上也设置有通孔，且上述通孔均与蒸汽接管相通。
4.根据权利要求1或2所述的焦化四通球阀，其特征在于所述的弹簧座设有宽内周边，构成端阀盖和阀座的内衬，其与端阀盖和阀座构成配合间隙。
5.根据权利要求1所述的焦化四通球阀，其特征在于所述的阀杆头部设置了蒸汽通孔，该蒸汽通孔与填料隔环、及与阀杆填料函连接的蒸汽接管相通。
6.根据权利要求1所述的焦化四通球阀，其特征在于所述的轴承与球体支耳和上阀盖之间设有配合间隙。
7.根据权利要求1所述的焦化四通球阀，其特征在于所述的上阀盖内止口上设有环状气室，并在其底部设有小孔作为吹扫口与该气室相通。
专利摘要本实用新型提供了一种焦化四通球阀，包括阀体、球体、上阀盖、三个端阀盖、阀杆、减速器、电动执行器，其特征是在球体支耳和上阀盖间设有轴承，在每一出口的端阀盖内设有可移动的阀座组件，在上阀盖内设有填料函，并设有向阀体体腔、填料函和阀座组件通入蒸汽的蒸汽接管和法兰。其优点在于可移动的阀座组件在弹簧和蒸汽的推力下可与球面形成紧密密封，且向各部分通入的蒸汽能够阻止渣油渗透和沉积，避免零件之间发生粘接和凝固，本实用新型性能可靠，使用寿命长，操作简单，加工装配方便。
文档编号F16K11/087GK2607493SQ0323303
公开日2004年3月24日 申请日期2003年1月27日 优先权日2003年1月27日
发明者徐原昭 申请人:自贡市地佩尔阀门有限公司