高温烟气和空气切换用四通阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温烟气和空气切换用四通阀，它包括阀体、四个开口、阀板、主轴、二个大端盖、涡轮减速机、带制动防爆电机、组合密封刷、二个轴承部分和机座。本发明解决了高温烟气与高温空气的流向切换，阀板采用先进的组合密封刷方式，使得四通阀工作时内部泄漏量降低至较低水平；采用电动执行器令阀板单方向转动，避免了组合密封刷高温、腐蚀工况下的疲劳损坏问题，延长了四通阀使用寿命及运转平稳率；提高了整个蓄热式空气预热器系统的热效率；节能环保。
【专利说明】
高温烟气和空气切换用四通阀
技术领域
[0001]本发明涉及一种石油化工加热炉烟气余热回收系统蓄热式空预器用于切换烟气、
空
气流向的四通阀。特别涉及一种高温烟气和空气切换用四通阀。
【背景技术】
[0002]目前，现有技术中，在蓄热式空气预热器的烟气和空气流向切换中应用的四通阀，多数存在着泄漏量大、密封结构寿命低等问题，且其切换都以阀板的往复旋转的方式进行，即两位四通阀的方案，在频繁往复的切换时，执行器及构件受交变应力作用，容易损坏。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中四通阀泄漏量大，密封结构寿命低，频繁往复切换时，受交变应力作用，容易损坏等不足，提供一种泄漏量小、密封结构寿命长、不容易损坏的高温烟气和空气切换用四通阀。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种高温烟气和空气切换用四通阀包括阀体、四个开口、阀板、主轴、二个大端盖、涡轮减速机、带制动防爆电机、组合密封刷、二个轴承部分和机座。
[0005]所述阀体的侧壁沿圆周方向均匀设置所述四个开口。所述阀体的顶部和底部分别设有一个所述大端盖，每个所述大端盖上都设有一个所述轴承部分。所述主轴穿过二个所述大端盖的中心和二个所述轴承部分并设置在所述二个轴承部分上。所述主轴的中部设有所述阀板，所述阀板的边缘设有所述组合密封刷且所述组合密封刷分别与所述阀体的内表面和大端盖的内表面贴合。所述阀体底部设置的大端盖上设有机座。所述涡轮减速机与所述主轴的底部相连并设置在所述机座上。所述带制动防爆电机与所述涡轮减速机相连。
[0006]在其中一个实施例中，每个所述轴承部分包括轴承、轴承座和压盖。
[0007]所述轴承座设置在所述大端盖上。所述轴承设置在所述主轴上。所述压盖将所述轴承固定在所述轴承座上。所述主轴穿过二个所述大端盖、二个所述轴承座和二个所述压盖设置在所述二个轴承座上。
[0008]在其中一个实施例中，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括四个方管和四个法兰。
[0009]所述四个方管分别设置在所述阀体上且一个所述方管对应一个所述开口。所述四个法兰设置在所述四个方管上且一个所述方管对应一个所述法兰。
[0010]在其中一个实施例中，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括筋板。所述筋板设置在所述阀板上。
[0011]在其中一个实施例中，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括二个键槽。所述二个键槽分别设置在所述主轴的两端。
[0012]在其中一个实施例中，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括夹丝石墨盘根。所述夹丝石墨盘根设置在所述二个大端盖与所述主轴的连接处。
[0013]在其中一个实施例中，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括O型密封圈。所述O型密封圈设置在所述二个压盖与所述主轴的连接处。
[0014]在其中一个实施例中，所述阀体为三层中空的圆筒形结构，从内到外的三层依次为内筒、第一陶瓷纤维棉层和外筒。所述组合密封刷与所述内筒的内表面贴合。
[0015]在其中一个实施例中，所述大端盖为三层，从内到外的三层依次为内壁、第二陶瓷纤维棉层和外壁。所述组合密封刷与所述内壁的内表面相贴合。
[0016]在其中一个实施例中，所述四个开口分别为烟气入口、烟气出口、空气入口和空气出口。所述烟气入口与所述空气出口对称设置，所述烟气出口与所述空气入口对称设置。
[0017]本发明的优点及有益效果:
1、本发明解决了高温烟气与高温空气的流向切换，阀板采用先进的组合密封刷方式，
使
得四通阀工作时内部泄漏量降低至较低水平。
[0018]2、本发明采用电动执行器令阀板单方向转动，避免了组合密封刷高温、腐蚀工况下的疲劳损坏问题，延长了四通阀使用寿命及运转平稳率。
[0019]3、本发明提高了整个蓄热式空气预热器系统的热效率。
[0020]4、本发明节能环保。
【附图说明】
[0021]图1为高温烟气和空气切换用四通阀的俯视图。
[0022]图2为图1中高温烟气和空气切换用四通阀的A-A剖视图。
[0023]图3为图2中高温烟气和空气切换用四通阀的俯视图。
[0024]图4为高温烟气和空气切换用四通阀的工作状态图。
[0025]图5为高温烟气和空气切换用四通阀另一工作状态图。
【具体实施方式】
[0026]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0027]需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0029]实施例1
请参阅图1至图5，一种高温烟气和空气切换用四通阀包括阀体、四个开口、阀板37、主轴7、二个大端盖3、涡轮减速机71、带制动防爆电机73、组合密封刷75、二个轴承部分、四个方管15、四个法兰17、筋板、二个键槽79、夹丝石墨盘根97、0型密封圈95和机座77。
[0030]其中，阀体的侧壁沿圆周方向均匀设置四个开口。四个方管15分别设置在阀体上且一个方管15对应一个开口。四个法兰17设置在四个方管15上且一个方管15对应一个法兰17。
[0031]具体的，阀体的顶部和底部分别设有一个大端盖3，大端盖3上设有与阀体相互配合的轴肩和孔(图中未画出轴肩和孔)，大端盖3通过螺钉19、轴肩和孔设置在阀体上。每个大端盖3上都设有一个轴承部分。主轴7穿过二个大端盖3的中心和二个轴承部分并设置在二个轴承部分上。
[0032]其中，每个轴承部分包括轴承9、轴承座91和压盖93。轴承座91设置在大端盖3上。
[0033]轴承9设置在主轴7上。压盖93将轴承9固定在轴承座91上。主轴7穿过二个大端盖
3、二个轴承座91和二个压盖93设置在二个轴承座91上。
[0034]具体的，为了防止烟气或空气的泄露，二个大端盖3与主轴7的连接处设有夹丝石墨盘根97 ο为了保证轴承座91的密封，二个压盖93与主轴7的连接处设有O型密封圈95。
[0035]其中，主轴7的中部设有阀板37，阀板37通过螺栓或者焊接的方式设置在主轴7上。阀板37的边缘设有组合密封刷75且组合密封刷75分别与阀体的内表面和大端盖3的内表面贴合，并有一定的变形量，保证在阀板静止或转动过程中，组合密封刷75始终贴合在阀体的内表面和大端盖的内表面，以隔断烟气和空气。
[0036]具体的，组合密封刷75采用高温合金，具有一定的弹性和强度。
[0037]具体的，为保证阀板37的强度，在阀板37上设有筋板。主轴7的两端设有键槽79，阀体底部设置的大端盖3上设有机座77，涡轮减速机71设置在机座77上，且涡轮减速机71与主轴7的底部相连，即主轴7的底部插入涡轮减速机71输出轴轴端连接孔中。祸轮减速机71与带制动防爆电机73相连。
[0038]其中，阀体为三层中空的圆筒形结构，从内到外的三层依次为内筒1、第一陶瓷纤维棉层11和外筒13。阀体的侧壁沿圆周方向均匀设置四个开口，内筒I壁上各开口之间有一定的周向距离，是阀板37静止工作的密封区域，即阀板37转至密封区域时，实现烟气和空气的完全隔断。
[0039]具体的，内筒I采用耐高温不锈钢材料制造，并经过精加工，组合密封刷75与内筒I的内表面贴合密封。当阀板37转动时，组合密封刷75与内筒I的内表面始终贴合良好且磨损小，提高了高温烟气和空气切换用四通阀的密封性和使用寿命。第一陶瓷纤维棉层11起到了保温和隔热的作用。
[0040]其中，大端盖3为三层，从内到外的三层依次为内壁31、第二陶瓷纤维棉层33和外壁35 ο组合密封刷75与内壁31的内表面相贴合。
[0041 ] 具体的，四个开口分别为烟气入口 51、烟气出口 53、空气入口 55和空气出口 57。烟气入口 51与空气出口 57对称设置，烟气出口 53与空气入口 55对称设置。
[0042]本发明的工作原理及其工作过程:
烟气入口 51与加热炉烟囱烟道连接，空气出口 57与加热炉热风道连接。烟气出口 53和空气入口 55分别与预热器对应的蓄热室连接。开始时，由于内筒I壁上各开口之间由一定的周向距离，是阀板37静止工作的密封区域，即阀板37转至密封区域时，实现烟气与空气的完全隔断。此时如图4所示，左边是空气入口 55，右边是烟气出口 53，上面是烟气入口 51，下面是空气出口 57。换向时，由带制动防爆电机73和涡轮减速机71带动主轴7转动，每个换向周期主轴7转动90°，相对应的阀板37也跟着转动90°，使得烟气出口53与空气入口55切换方向，即烟气出口53与空气入口55的位置互换，如图5所示，左边变成了烟气出口53，右边变成了空气入口 55。在换向开始的时候，当阀板37转至开口的位置时，烟气和空气存在短时间的连通，导致烟气、空气管道内的压力、温度瞬时波动，因此，在阀板37切换时，切换的速度要求极短。在整个工作过程中，阀板37始终保持单方向转动，每次转动90°，避免组合密封刷75往复运动，受交变循环应力疲劳损坏，延长了使用寿命。
[0043]其中，带制动防爆电机73通过另设的控制系统可以准确的驱动阀板37动作，完成每个周期快速转动90°角度，然后精确地停止在工作位置。
[0044]具体的，本发明在应用中一般与低温侧四通阀成对使用，低温侧四通阀的四个接口分别与冷风道、冷烟道、以及两个对应的蓄热室连接。工作时，低温侧四通阀和高温烟气和空气切换用四通阀将烟气与空气在成对的蓄热室中依次切换，以实现烟气放热和空气吸热这一连续的换热过程。
[0045]本发明的优点及有益效果:
1、本发明解决了高温烟气与高温空气的流向切换，阀板37采用先进的组合密封刷75方式，使得四通阀工作时内部泄漏量降低至较低水平。
[0046]2、本发明采用电动执行器令阀板37单方向转动，避免了组合密封刷高温、腐蚀工况下疲劳损坏问题，延长了四通阀使用寿命及运转平稳率。
[0047]3、本发明提高了整个蓄热式空气预热器系统的热效率。
[0048]4、本发明节能环保。
[0049]以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，包括阀体、四个开口、阀板、主轴、 二个大端盖、涡轮减速机、带制动防爆电机、组合密封刷、二个轴承部分和机座； 所述阀体的侧壁沿圆周方向均匀设置所述四个开口，所述阀体的顶部和底部分别设有一个所述大端盖，每个所述大端盖上都设有一个所述轴承部分，所述主轴穿过二个所述大端盖的中心和二个所述轴承部分并设置在所述二个轴承部分上，所述主轴的中部设有所述阀板，所述阀板的边缘设有所述组合密封刷且所述组合密封刷分别与所述阀体的内表面和大端盖的内表面贴合，所述阀体底部设置的大端盖上设有机座，所述涡轮减速机与所述主轴的底部相连并设置在所述机座上，所述带制动防爆电机与所述涡轮减速机相连。2.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，每个所述轴承部 分包括轴承、轴承座和压盖； 所述轴承座设置在所述大端盖上，所述轴承设置在所述主轴上，所述压盖将所述轴承固定在所述轴承座上，所述主轴穿过二个所述大端盖、二个所述轴承座和二个所述压盖设置在所述二个轴承座上。3.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述高温烟气和 空气切换用四通阀还包括四个方管和四个法兰，所述四个方管分别设置在所述阀体上且一个所述方管对应一个所述开口，所述四个法兰设置在所述四个方管上且一个所述方管对应一个所述法兰。4.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述高温烟气和 空气切换用四通阀还包括筋板，所述筋板设置在所述阀板上。5.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述高温烟气和 空气切换用四通阀还包括二个键槽，所述二个键槽分别设置在所述主轴的两端。6.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括夹丝石墨盘根，所述夹丝石墨盘根设置在所述二个大端盖与所述主轴的连接处。7.根据权利要求2所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述高温烟气和空气切换用四通阀还包括O型密封圈，所述O型密封圈设置在所述二个压盖与所述主轴的连接处。8.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述阀体为三层 中空的圆筒形结构，从内到外的三层依次为内筒、第一陶瓷纤维棉层和外筒，所述组合密封刷与所述内筒的内表面贴合。9.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述大端盖为三 层，从内到外的三层依次为内壁、第二陶瓷纤维棉层和外壁，所述组合密封刷与所述内壁的内表面相贴合。10.根据权利要求1所述的高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述四个开口分别为烟气入口、烟气出口、空气入口和空气出口，所述烟气入口与所述空气出口对称设置，所述烟气出口与所述空气入口对称设置。
【文档编号】F16K11/085GK105927759SQ201610524902
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】游述怀, 罗映波, 周海明, 曹谦, 田海柏, 胡赤峰, 匡乐, 谭宏, 黄腾飞
【申请人】岳阳钟鼎热工电磁科技有限公司