带有冲洗作用的截流构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种截流构件，其用于运输化学不稳定的流体，尤其是处于高压下的 高粘性流体，的管道。
【背景技术】
[0002] 现有技术已经包含有多个极不相同的截流构件，这些截流构件主要是在封闭状态 下适于实现可靠的密封，同时实现简单的操作。在大多数情况下，这通过封闭元件的偏心安 装和/或偏心设计而实现。
[0003] 例如，US 3, 552, 434 A公开了具有压杆的旋塞阀，所述压杆在封闭状态下将封闭 元件压在密封件挤上。由于在封闭状态下或者处于低流通时阻碍在特定区域内的冲洗流动 的出口侧的横向开口和在打开位置的小间隙的横截面，使得该装置不适用于高粘性的或者 聚合的、热不稳定的流体。
[0004] US 3, 314, 645 A也公开了一种旋塞阀，其中该旋塞阀具有偏心设置的开口。然而， 由于在基座和盖子处形成的死空间，以及贯通孔的不适宜的布置形式，该旋塞阀的几何结 构也对流动具有不利的影响，使得对于高粘性的介质来说，在产生的"死空间"内出现流体 的堆积物或者沉积物。这尤其应用在旋塞阀的局部开口，其中仅仅穿过空置空间的部分发 生流动。
[0005] FR 1 142 546 A公开了一种阀门，其具有偏心安装的非对称封闭元件，在打开位 置围绕该封闭元件发生流动。在这种情况下，密封力一定会通过偏心的安装和恒定的扭矩 而施加至密封表面。特别地，对于高压设备来说，这种情况由于较高的力和粘性而会导致困 难。此外，更加不利地是，其包括十分复杂的，并因而昂贵的封闭元件的设计。
[0006] GB 2 376 056 A公开了一种中央加热的截流阀，其具有封闭元件，围绕该封闭元 件在外部发生流动。然而，由于封闭元件的位置和形状以及部分的小间隙或者无间隙的横 截面，其不能够实现没有死空间的均匀冲洗。
[0007] US 2, 803, 426 A描述了一种用于含固体媒质的旋塞阀，其中通过偏心密封的封闭 元件来实现密封效果。由于不适宜的流动条件，因此不可避免地产生了没有冲洗的死空间。 由于所需要的关闭功能，因此也不可能存在用于可靠冲洗间隙的适合的间隙通道。
[0008] DE 11 27 853 B和US 4, 103,868 A试图以不同的方式获得简单的操作。DE 11 27 853 B公开了一种用于高压系统的旋转的或者横向活动的滑块，该高压系统在外壳内具 有间隙，用以抵消在截流位置的高压力；然而却不提供从进口通过该间隙到出口的冲洗流 动。US 4, 103, 868 A试图采用特殊形式的封闭元件来使在打开和关闭过程中的液压力最小 化。然而，这造成了不明确的流动条件和在封闭元件区域中的死空间。
[0009] 为了在转换过程中保护密封表面，US 4, 542, 878 A公开了一种具有底切表面的球 阀，其中在每种情况下都在进口处和出口处设置成对的密封表面，使得在打开位置和关闭 位置都产生流体被封闭。
[0010] 在至此所列出公开了截流构件的文献中，在大多数情况下，间隙形成在封闭元件 和外壳之间，通常会产生副作用。然而，这些间隙相比可靠的密封是次要的，从而使得在间 隙区域内的死空间起不到任何作用也没有引起任何注意。没有一个文献考虑到高粘性和热 不稳定的流体，从而使没有死空间的间隙的特定冲洗也似乎是不利的，或者甚至是不必要 的。因此，没有一个文献公开了这样的截流构件，其适用于并设计用于运输高粘性和热不稳 定流体的管道。
[0011] 此外，已知这样的球阀，其中设置盲孔用来抵消在在密封元件中死空间内的压 力升高，从而使得一旦出现不可承受的高压，密封表面就弹性地提供通道（DE 44 33 985 Al)。然而，这种配置形式具有在死空间内不能避免压力升高的缺点。此外，这种配置形式 依赖于弹性密封元件，所述弹性密封元件在一些应用（例如，处于高温下，或者具有含催化 剂的流体）中不能够使用。
[0012] 专利说明书US 6, 267, 353描述了一种截流构件，在这种截流构件中设置有大范 围的死空间，意图能够利用流过的流体更方便地冲洗这些死空间。基于流体（尤其是粘性 流体），没有按照所希望的那样发生这种情况，并且导致了永久的沉积。
[0013] US 2008/0105845 Al和US 2011/0309280 Al描述了球阀，其球形塞在部分打开的 位置被冲洗。然而，在完全打开的位置（US 2008/0105845 Al)和关闭的位置（两个专利） 形成了封闭的死空间，在死空间内化学不稳定的流体会分解，并且可能由于非常大的压力 而导致类似爆炸的反应。因此，建议这些球阀主要与化学稳定的流体一起使用，例如用在食 品产业。根据US 2008/0105845 Al设计的球阀的冲洗适用范围受限于部分打开位置的操 作状态，因此这种设计优选为仅仅适用于流动量调节的目的。由于形成的封闭的死空间构 成相当大的安全风险，因此以这种方式形成的设备完全不适用作为截流构件。
[0014] 在专利说明书US 3, 464, 494和EP 0 781 356 Bl中描述了阀门的应力释放孔。然 而，这种通向阀门外部区域的应力释放孔具有损失流体的缺点，并且需要对应力释放孔的 复杂的压力控制，尤其为了在不同压力下使用而要选择性地使用特殊装置时。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的是提供改进的截流构件，其适于这样的操作条件，即该操作条件尤 其适用于运输化学不稳定的流体，且没有在构件的死空间内形成有危险的分解产物。在这 种情况下，尤其应该保证对封闭元件和阀门外壳之间的空置空间或者间隙的特有的或者尽 可能的无死空间冲洗，即重要的是避免空置空间区域无冲洗流流过，或者避免用极微弱的 冲洗流动冲洗所述区域。尤其是，应该在任何情况下（即优选为在封闭元件的每个位置） 防止流体包在截流构件的外壳内。可以利用间隙速度、空置空间转换范围，利用冲洗流速比 例和冲洗数来表示重要的操作条件，正如根据本发明在下文中进一步说明的那样。然而，对 于本领域技术人员来说，清楚地知晓根据本发明上文列出的操作条件也必须伴以更进一步 的操作措施或者系统设计。因而，由成分纤维素/氧化铵/水构成的热不稳定流体是已知 的，其能够在特定的工艺条件下进行放热反应。对运输纤维素/氧化铵/水溶液而言，能够 引起并促进放热反应的因素是，例如，增加的生产温度（>100°c )、减少的水容量、增加的过 渡金属离子的份数（> IOppm铁）（基准水平）、增加的过氧化氢份数和对于聚合物运输系 统不适宜的材料的使用（例如，有色金属、未钝化的不锈钢、碳钢），所述聚合物运输系统可 以由管道、热交换器和运输泵组成。
[0016] 除了前述的安装和工艺技术操作条件，本发明还提供截流构件和使用所述截流构 件执行的工艺，为了避免在打开位置的死空间，能够对适于操作条件（特别是对于在运输 化学不稳定或者热不稳定流体的管道上使用）的在内部安装的封闭元件或者封闭部分进 行冲洗。在权利要求中对本发明进行进一步的限定。
[0017] 本发明尤其涉及一种截流构件或者截止阀，其包括阀门外壳和封闭元件，所述阀 门外壳具有内部、至少一个进口和至少一个出口，所述封闭元件在所述内部绕轴线可旋转 地安装，其中在所述封闭元件和所述阀门外壳之间存在空置空间，所述空置空间用于在进 口和出口之间的流体流动，并且在阀门外壳和封闭元件之间至少一个进口处设置一对密封 表面，其中所述封闭元件的密封表面（密封件）通过封闭元件的旋转而可枢转，并且在所述 截流构件的锁闭位置通过流体密封性地压在所述阀门外壳的密封表面上而关闭所述进口， 其特征在于，所述密封表面距离轴线或者球体的中心点的距离大于轴线或者所述球体的中 心点到所述封闭元件的其它外部区域的距离，以便形成空置空间，所述空置空间在所述锁 闭位置以流体连通的形式与所述出口连接，和/或其特征在于，所述密封表面距离轴线或 者球体的中心点的距离短于轴线或者球体的中心点到所述阀门外壳的内部的其它区域的 距离，以便形成空置空间，所述空置空间在所述锁闭位置以流体连通的形式与所述出口连 接。所述截流构件可以用于双侧定向，或者从所述进口到所述出口，或者从所述出口到所述 进口。在此使用对进口和出口的指定，用以区分开口。
[0018] 根据本发明的截流构件能够使管路可靠地关闭，用以断开在进口和出口之间的流 体流动。在这种情况下，本发明不限于具有一个进口和一个出口的截流构件，而是除了这种 实施方案，也可以具有多个进口和/或出口。以这种形式，可以将根据本发明的截流构件用 作为分配件或者组合件或者作为在不同的进口和出口之间的转换开关。在特定的实施方案 中，根据本发明的截流构件具有一个、两个、三个或者更多个进口。
[0019] 为了封闭，在截流构件的内部空间设置封闭元件，所述封闭元件绕轴线可旋转地 设置，并且一旦旋转到锁闭位置，就堵住所述进口、多个进口或者全部的进口。通常，在锁闭 位置和打开位置，所述出口保持为不堵住的，从而使得流体能够在任何时候排出封闭构件。 特别地，利用与出口流动连通的空置空间而使得这种排出成为可能。优选地，空置空间在锁 闭元件的每个旋转位置都与出口连接，从而使得流体能够在任何时候排出空置空间。
[0020] 所述空置空间能够冲洗所述封闭元件。其可以由在外壳的凹部或者铣削的凹部形 成，或