专利名称：一种高温掺合阀阀头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温掺合阀阀头；高温掺合阀用于石油加工行业炼油 厂的硫磺回收过程。
技术背景目前，在炼油厂硫磺回收装置中，为了充分冷凝固体硫磺， 一般将含硫气体用冷凝器冷凝至低温(160 180。C)。而低温含硫气体进入下游硫磺反应器时， 为保证反应活性和反应速度，要求其温度在220 240。C的范围内。这样，就必 须对低温含硫气体加热升温。炼油厂一般是采用三通结构的高温掺合阀(简称为 掺合阀)，将低温含硫气体与酸性燃烧炉产生的髙温气体(简称为高温气体)相混 合，来保证掺合气体温度符合反应要求。酸性燃烧炉产生的高温气体由高温气 体管进入掺合阀，与由低温含硫气体管进入的低温含硫气体掺合。高温气体管 的出口处设有倒圆锥形的高温掺合阀阀头，两者之间形成流通环。通过阀杆带 动阀头升降，使流通环的面积产生变化，从而改变高温气体的流量。酸性燃烧 炉产生的高温气体温度高达1300'C左右，并且含有H2S、 S02等有毒、腐蚀性物质。 本实用新型所涉及到的"高温"，即是指高温气体的温度。现场应用发现，阀 头达到一定行程高度、高温气体流量为高温气体全流量的50% 70%及以上时(高 温气体流量百分数为重量流量百分数，下同)，该流量就难以控制，造成流量调 节不准确。 发明内容本实用新型的目的是提供一种高温掺合阀阀头，以解决采用现有高温掺合 阀阀头的高温掺合阀在高温气体流量为高温气体全流量的50% 70%及以上时， 该流量难以控制的问题。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是 一种高温掺合阀阀头， 设于高温掺合阀的高温气体管出口处，与该出口之间形成流通环，其特征在于 高温掺合阀阀头由侧面为回转曲面的上段阀头和下段阀头组成，高温掺合阀阀 头每单位升、降高度正比于流通环对应的单位增、减面积，且流通环在上下段 阀头交界面处的面积为高温气体管出口面积的50% 70%，流通环在下段阀头的 单位增、减面积为在上段阀头单位增、减面积的30% 80%。采用本实用新型，具有如下的有益效果由于高温掺合阀阀头每单位升、 降高度正比于流通环对应的单位增、减面积，而流通环的单位增、减面积又使 高温气体管高温气体的流量相应地与之成正比地单位增、减，所以当阀杆带动阀头以不变的速度升降时，高温气体的流量将会分别对应于阀头的上、下两段 均匀地变化。流通环在上下段阀头交界面处的面积为高温气体管出口面积的50% 70%，并且流通环在下段阀头的单位增、减面积为在上段阀头单位增、减 面积的30% 80%，使高温掺合阀处于较大开度、高温气体流量达到与上下段阀 头交界面对应的数值时(高温气体全流量的50%~70%)发生变化，且对应于下段 阀头的高温气体流量单位增、减量为对应于上段阀头的高温气体流量单位增、 减量的30% 80%。这样，高温气体流量为高温气体全流量的50% 70%及以上时， 以下段阀头升降控制高温气体的流量，使其实现较小量的单位增、减变化，达 到易于控制的目的。高温气体的流量可以连续、稳定、准确地调节，从而可以 准确控制高温气体与低温含硫气体掺合后形成的掺合气体温度。可以根据阀头 长度，确定流通环和高温气体流量的单位增、减量。上述流通环的单位增、减 面积和高温气体流量的单位增、减量，是指对应于阀头每单位的升、降高度所 产生的单位增、减变化量，它们在阀头的上、下段分别都是均等的。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本实用新型要求保护的范围。
图l是本实用新型髙温掺合阀阀头的结构示意图；高温掺合阀阀头设于高温 掺合阓的高温气体管出口处。图2是图1所示高温掺合阀阀头和高温气体管出口在高温气体管出口底端水 平面上的俯视图。图3是采用本实用新型髙温掺合阀阀头的高温摻合阀的结构示意图。图4是本实用新型的一个应用实例中，高温掺合阀阀头的长度与各长度序号 位置阀头横截面半径的关系曲线图。图1至图3中，相同附图标记表示相同的技术特征。
具体实施方式
参见图l、图2以及图3，本实用新型的高温掺合阀阀头2(简称为阀头)，设 于高温掺合阀的高温气体管4出口处，与该出口之间形成流通环3。阀头2的顶部 设有阀杆l，高温气体管4的内壁设有刚玉衬里。阀头2由侧面为回转曲面的上段 阀头21和下段阀头22组成。阀头2每单位升、降高度正比于流通环3对应的单位 增、减面积，且流通环3在上下段阀头交界面24处的面积为高温气体管4出口面 积的50% 70%，流通环3在下段阀头22的单位增、减面积为在上段阀头21单位增、 减面积的30% 80%。流通环3的面积s(参见图2)，在高温气体管4出口底端的水 平面上测量。高温气体管4的出口面积按高温气体管4的内直径D计算。参见图l，阀头2的长度为L，其与阀头总行程的数值相同。上段阀头21的长 度01—般为阀头2长度1^的50% 60%。阀头顶部23的长度座标定为0，其直径与高 温气体管4的内直径D相等。阀头底端25的长度座标定为L，直径为O。图1中，p 表示阀头2处于任意位置时的行程，p为阀头顶部23至高温气体管4出口底端水平 面之间的距离。p为O时，高温气体管4全关，髙温气体的流量为O; p为阀头2的 长度L时(达到总行程)，髙温气体管4全开，高温气体的流量为高温气体全流量。 本实用新型说明书和说明书附图中，仅涉及阀头2的有效工作、计算段。实际应 用时，按常规在阀头顶部23之上设置余量段，以使行程p为0时阀头2将高温气体 管4的出口完全密封。图3是采用本实用新型阀头的高温掺合阀的结构示意图。操作时，低温含硫 气体由低温含硫气体管5进入掺合阀，酸性燃烧炉产生的髙温气体由高温气体管 4进入掺合阀，两股气体掺合后形成的掺合气体经掺合气体管6从掺合阀流出。 图3中，以箭头示出各股气体的流动方向。图1和图3中，阀头2、阀杆l均未剖视。下面给出本实用新型的一个应用实例。按照阀头总行程，确定阀头2的长度 L为100毫米。高温气体管4的内直径D为80毫米(阀头顶部23的半径为40毫米)， 高温气体全流量为450千克/小时。要求对应于上下段阀头交界面24的高温气体 流量为高温气体全流量的679&(上段阀头21的长度m取为高温掺合阀阀头2长度L 的50%),且随着阀头2每单位的升、降，对应于下段阀头22的高温气体流量单位 增、减量为对应于上段阀头21的高温气体流量单位增、减量的50%。首先将阀头2的长度L均匀分成若干等份； 一般是分成20 50等份，根据阀 头2的长度L以及对阀头2侧面几何形状(光滑程度)、高温气体流量控制的精确度 要求而定。本应用实例，将阀头2的长度L均匀分成20等份，上段阀头21和下段 阀头22的长度各为10等份。阀头顶部23的长度序号定为0，阀头底端25的长度序 号定为20。然后，根据阀头22每单位长度(1等份)升、降髙度所要求的高温气体 流量的单位增、减量，以及对应于上下段阀头交界面24的高温气体流量，计算 出阀头22在各长度序号位置与高温气体管4出口之间形成的各流通环3的面积； 再根据各流通环3的面积和高温气体管4的内直径D，计算出阀头2在各长度序号 位置的横截面积，并由横截面积计算出阀头2在各长度序号位置的横截面半径。 参见图4。采用图4中的数据，利用数字车床进行加工，得到所需的阀头。图4中曲线 的形状，即为阀头2侧面母线的形状。上述的阀头2在操作过程中，可以满足预 定的对高温气体流量控制的要求。对应于上下段阀头交界面24的高温气体流量 约为300千克/小时。阀头2每升、降l个长度单位(l等份)，对应于上段阀头21的5高温气体流量单位增、减量约为30千克/小时，对应于下段阀头22的高温气体流量单位增、减量约为15千克/小时。阀头2的材料一般釆用耐热合金钢，如GH系列的耐热合金钢。 在本实用新型说明书所述的高温气体流量变化范围内，对高温气体流量控制有不同要求的其它场合，可按照与上述应用实例基本相同的方法进行处理，得到所需的阀头。
权利要求1、一种高温掺合阀阀头(2)，设于高温掺合阀的高温气体管(4)出口处，与该出口之间形成流通环(3)，其特征在于高温掺合阀阀头(2)由侧面为回转曲面的上段阀头(21)和下段阀头(22)组成，高温掺合阀阀头(2)每单位升、降高度正比于流通环(3)对应的单位增、减面积，且流通环(3)在上下段阀头交界面(24)处的面积为高温气体管(4)出口面积的50％～70％，流通环(3)在下段阀头(22)的单位增、减面积为在上段阀头(21)单位增、减面积的30％～80％。
2、 根据权利要求1所述的高温掺合阀阀头(2),其特征在于上段阀头(21) 的长度为高温掺合阀阀头(2)长度的50% 60%。
专利摘要本实用新型公开了一种高温掺合阀阀头，以解决采用现有高温掺合阀阀头的高温掺合阀在高温气体流量为高温气体全流量的50％～70％及以上时，该流量难以控制的问题。本实用新型高温掺合阀阀头(2)由侧面为回转曲面的上段阀头(21)和下段阀头(22)组成。阀头每单位升、降高度正比于阀头与高温掺合阀的高温气体管(4)出口之间形成的流通环(3)对应的单位增、减面积，且流通环在上下段阀头交界面(24)处的面积为高温气体管出口面积的50％～70％，流通环在下段阀头的单位增、减面积为在上段阀头单位增、减面积的30％～80％。在石油加工行业炼油厂的硫磺回收过程中所用的高温掺合阀，可以采用本实用新型。
文档编号F16K11/02GK201166146SQ200820069379
公开日2008年12月17日 申请日期2008年2月18日 优先权日2008年2月18日
发明者杨立民 申请人:中国石油化工集团公司;中国石化集团洛阳石油化工工程公司