专利名称：高压加氢反应特材调节角阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种调节角阀，尤其是一种高压加氢反应特材调节角阀。
背景技术：
加氢反应器是PTA装置精制单元的主要部分，反应器内TA浆料和氢气在315°C的温度、8.5MPa的压力下进行化学反应，使中间产物4-CBA进一步生成PT酸，反应后的高温、高压工艺浆料经过调节角阀进入下一工艺流程。我们知道，当压力为Pl的液体介质经过流经调节阀节流孔时，流速增加，而静压力下降，当调节阀节流孔后的压力P2等于或者小于该液体介质所在工况下的饱和蒸汽压Pv时，部分液体介质就会汽化成气体，形成气液两相共存的现象，这种现象称为闪蒸。产生闪蒸时，液体介质会对调节阀的阀芯、阀座等阀内件产生冲蚀，并影响阀门的流通能力。如果产生闪蒸后，P2不是保持在饱和蒸汽压Pv以下，而是在调节阀节流孔之后又骤然上升，此时闪蒸产生的气泡会破裂并转化为液态，这个过程就是空化作用。产生空化作用时，由于调节阀节流孔后压力上升，闪蒸时产生的气泡会相继爆裂，爆裂产生的所有能量集中在破裂点上，形成极大的冲击力，此爆裂如果发生在调节阀节流孔后的固体表面附近，冲击力会慢慢撕裂材料表面。PTA装置加氢反应器出料调节角阀阀后压力P2小于该工况下介质的饱和蒸汽压Pv，所以该工况下介质不会产生空化作用，只会发生闪蒸。并且因为调节角阀阀后压力P2是阀门的下游压力，是下游过程和管道的一个函数，饱和蒸汽压Pv是流体和工作温度的一个函数，所以闪蒸是不可避免的，必须通过选择合适的几何形状和材料来避免或尽量减小破坏。氢气不是腐蚀性介质，在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀。但在高温高压工况下，它有很强的渗透能力。因为氢分子很小，高温高压的氢进入金属的晶格里面，产生很高的压力，严重时会导致金属表面鼓包或皱折，使金属表面鼓泡(称为“氢脆”)，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。温度越高、氢分压越突出，氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短。金属材料的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。在加氢反应器中，由于有氢气参加反应，部分氢气随反应后的高温、高压工艺浆料经过调节角阀进入下一工艺流程，在此过程中，氢气对阀体及阀内件材料有一定的“腐蚀”作用(氢脆现象)。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以确保加氢反应器长期稳定运行、延长装置检修周期、提高工作效率的高压加氢反应特材调节角阀。按照本实用新型提供的技术方案，所述高压加氢反应特材调节角阀，包括阀体、阀座、阀杆与阀芯，在阀体上固定有阀座，在阀体内滑动密封插接有阀杆，在阀杆的底端部一体连接有所述的阀芯，在阀体与阀座之间安装有辅助导向座，在所述辅助导向座上安装有防冲刷套管，防冲刷套管的一端嵌入辅助导向座内，防冲刷套管的另一端嵌入阀体内，所述的阀杆滑动插接在防冲刷套管内。在阀体外部设有两个冲洗口，其中一个冲洗口设置在进口正对面的阀体外部，与阀体进口中轴线成90° ;另一个冲洗口设置在阀体颈部，垂直于阀杆的中轴线，且该冲洗口与阀体进口中轴线在阀体的底法兰面上的投影线成90°。所述阀体进口中轴线与出口中轴线成135°，在所述阀体内部设有导流板，所述导流板分别设置在阀体进口正对面的内壁左右两侧，成90°夹角对称分布。在所述阀芯上一体连接有导向叶片，导向叶片的外侧壁与阀座的内圆侧壁配合。在阀体上固定有支架，在支架上螺接有限位调整件，在限位调整件内固定有防护套，所述的阀杆滑动插接在防护套内。在阀体上开设有注油接口。本实用新型与已有技术相比具有以下优点:1、阀体采用135°进出口结构，阀体内部流道更趋于流线型，基本消除阀体流道死区，确保介质流动通畅，防止介质在内壁堆积，影响阀门流通能力；2、阀体内腔导流板设计，减少了高速介质在阀体内部产生的漩涡流，尽可能避免了闪蒸，并且由于导流板的分流作用，降低了高速介质对阀内件的冲刷；3、阀体的冲洗结构设计，其中阀体进口正对面阀体外部的冲洗口，可以通过它利用高压水循环系统定期对阀体内腔进行冲洗，确保阀体内腔及阀座内腔不被介质堵塞；而阀体颈部的冲洗口，可对阀杆与防冲刷套管的间隙进行冲洗，可确保阀杆不被颗粒介质卡堵;4、在双层填料组中间设计填料隔套，并在阀体上设计注油孔，可以在一定间隔周期内通过注油器加注符合IEC标准润滑油脂，对阀杆及填料进行润滑，延长了填料的使用寿命，降低了对执行机构的输出推力要求，增加了阀门的调节精度；5、辅助导向座和防冲刷套管的组合设计，增加了阀杆的稳定性，保护了阀杆，避免高速介质对阀杆的直接冲刷，延长了阀杆的使用寿命；6、阀座与辅助导向座卡槽安装设计，不仅对辅助导向座有定位作用，还有防转作用，保证辅助导向座稳定可靠；7、支架横梁结构设计，为调节角阀的开度限位调节提供可靠的支撑，通过此结构，限位调整件可以有效且安全的在阀体外部对阀门开度进行限位调节，满足阀门的控制要求；8、阀芯组件整体式设计，阀芯上的导向叶片与阀芯、阀杆整体加工而成，避免使用焊接技术，有效提高了阀杆的抗拉强度，避免了焊缝处出现裂缝，也避免了焊接导致的局部耐腐蚀性能降低。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的A— A局部剖视图。图3是图1的B— B局部剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。如图所示，该高压加氢反应特材调节角阀，包括阀体1、阀座2、阀杆3与阀芯4，在阀体I上固定有阀座2，在阀体I内滑动密封插接有阀杆3，在阀杆3的底端部一体连接有所述的阀芯4，在阀体I与阀座2之间安装有辅助导向座5，在所述辅助导向座5上安装有防冲刷套管6,防冲刷套管6的一端嵌入辅助导向座5内，防冲刷套管6的另一端嵌入阀体I内，所述的阀杆3滑动插接在防冲刷套管6内。在阀体外部设有两个冲洗口 7，其中一个冲洗口 7设置在进口正对面的阀体I外部，与阀体I进口中轴线成90° ;另一个冲洗口 7设置在阀体I颈部，垂直于阀杆3的中轴线，且该冲洗口 7与阀体I进口中轴线在阀体的底法兰面上的投影线成90°。所述阀体I进口中轴线与出口中轴线成135°，在所述阀体I内部设有导流板8，所述导流板8分别设置在阀体I进口正对面的内壁左右两侧，成90°夹角对称分布。在所述阀芯4上一体连接有导向叶片9，导向叶片9的外侧壁与阀座2的内圆侧壁配合。在阀体I上固定有支架10，在支架10上螺接有限位调整件11，在限位调整件11内固定有防护套12，所述的阀杆3滑动插接在防护套12内；所述限位调整件11可以沿着支架10的高度方向上进行上下调整。所述限位调整件11内安装防护套12，并用弹性挡圈固定，所述防护套12采用聚四氟乙烯材质，并与阀杆3保持间隙，避免阀杆3与限位调整件11接触，保证阀杆3表面的粗糙度，阀杆3上端采用限位螺母、薄螺母双螺母固定，所述限位螺母特制，保证限位的有效性。在阀体I上开设有注油接口 13 ;设置注油接口 13，使得油脂可通过注油接口 13注入到位于阀体I内的两组填料组之间。阀体I采用A494 CW2M,充分利用了 N1-Cr-Mo-W合金在氧化还原性介质中的耐腐蚀性能，及优良的机械加工、焊接性能，保证了阀体I在高温高压及腐蚀性介质情况下的长期正常使用；阀内件采用B348 Gr.5，充分利用B348 Gr.5在“氢脆”现象下的良好使用性能，并通过渗氮处理，渗氮层厚度为0.15 0.2mm,渗氮层硬度为HV800 1000，提高了阀芯4、阀杆3、导向叶片9、阀座2、辅助导向座5、防冲刷套管6等主要阀内件的表面硬度、耐磨性，增强抗冲刷能力。在辅助导向座5内安装有上下两个密封垫片,在两个密封垫片之间安装填料组；所述防冲刷套管6的底端部与位于上方的密封垫片相抵。本实用新型的工作原理如下:加氢反应器产生的高温、高压工艺浆料介质从调节角阀入口进入角阀阀体I内腔，通过阀芯组件与阀座2的相对移动对介质流量的控制，达到满足工艺的流量，最终进入下一工艺流程。本实用新型采用角阀阀体I的135 °进出口及内部导流板8结构，消除阀体流道的死区，减少高速介质在角阀阀体内部产生的漩涡流，冲刷阀内件。本实用新型采用多维流道冲洗结构，利用角阀阀体I外部的冲洗口 7，对角阀阀体内腔进行冲洗，防止介质在内壁堆积，影响阀门流通能力，利用角阀阀体2颈部的冲洗口 7，对阀杆3与防冲刷套管6的间隙进行冲洗，可确保阀杆3不被颗粒介质卡堵。本实用新型阀座2与辅助导向座5采用卡槽安装设计，不仅对辅助导向座5有定位作用，还有防转作用，保证辅助导向座5稳定可靠。本实用新型辅助导向座5及防冲刷套管6的结构设计，增加了阀杆3的稳定性，保护了阀杆3，避免高速介质对阀杆3的直接冲刷。本实用新型的阀体I内采用双层填料组设计，在填料组中间增加填料隔套，并在角阀阀体I上设计注油接口 13，通过注油接口 13加注润滑油脂，对阀杆3及填料组进行润滑，延长了填料组的使用寿命，降低了对执行机构的输出推力要求，增加了阀门的调节精度。本实用新型支架10的横梁结构设计，解决了在角阀阀体I外部对阀门开度限位调节的要求，满足阀门的控制要求。本实用新型阀芯组件整体式设计，导向叶片9与阀芯4、阀杆3整体加工而成，不使用焊接技术，有效提高了阀芯组件的抗拉强度，避免了焊缝处出现裂缝，也避免了焊接导致的局部耐腐蚀性能降低。本实用新型角阀阀体I采用A494 CW2M，充分利用了 N1-Cr-Mo-W合金在氧化还原性介质中的耐腐蚀性能，及优良的机械加工、焊接性能，保证了角阀阀体I在高温高压及腐蚀性介质情况下的长期正常使用。本实用新型阀内件采用B348 Gr.5，充分利用B348 Gr.5在“氢脆”现象下的良好使用性能，并通过渗氮处理，提高阀芯组件、阀座2、辅助导向座5、防冲刷套管6等主要阀内件的表面硬度、耐磨性，增强抗冲刷能力。
权利要求1.一种高压加氢反应特材调节角阀，包括阀体(I)、阀座(2)、阀杆(3)与阀芯(4)，在阀体(I)上固定有阀座(2)，在阀体(I)内滑动密封插接有阀杆(3)，在阀杆(3)的底端部一体连接有所述的阀芯(4)，其特征是:在阀体(I)与阀座(2)之间安装有辅助导向座(5)，在所述辅助导向座(5)上安装有防冲刷套管(6)，防冲刷套管(6)的一端嵌入辅助导向座(5)内，防冲刷套管(6)的另一端嵌入阀体(I)内，所述的阀杆(3)滑动插接在防冲刷套管(6)内。
2.按权利要求1所述的高压加氢反应特材调节角阀，其特征是:在阀体外部设有两个冲洗口(7)，其中一个冲洗口(7)设置在进口正对面的阀体(I)外部，与阀体(I)进口中轴线成90° ;另一个冲洗口(7)设置在阀体(I)颈部，垂直于阀杆(3)的中轴线，且该冲洗口(7)与阀体(I)进口中轴线在阀体的底法兰面上的投影线成90°。
3.按权利要求1或2所述的高压加氢反应特材调节角阀，其特征是:所述阀体(I)进口中轴线与出口中轴线成135°，在所述阀体(I)内部设有导流板(8)，所述导流板(8)分别设置在阀体(I)进口正对面的内壁左右两侧，成90 °夹角对称分布。
4.按权利要求1所述的高压加氢反应特材调节角阀，其特征是:在所述阀芯(4)上一体连接有导向叶片(9)，导向叶片(9)的外侧壁与阀座(2)的内圆侧壁配合。
5.按权利要求1所述的高压加氢反应特材调节角阀，其特征是:在阀体(I)上固定有支架(10 )，在支架(10 )上固定有限位调整件(11)，在限位调整件(11)内固定有防护套(12 )，所述的阀杆(3)滑动插接在防护套(12)内。
6.按权利要求1所述的高压加氢反应特材调节角阀，其特征是:在阀体(I)上开设有注油接口(13)。
专利摘要本实用新型涉及一种高压加氢反应特材调节角阀，在阀体上固定有阀座，在阀体内滑动密封插接有阀杆，在阀杆的底端部一体连接有所述的阀芯，在阀体与阀座之间安装有辅助导向座，在所述辅助导向座上安装有防冲刷套管，防冲刷套管的一端嵌入辅助导向座内，防冲刷套管的另一端嵌入阀体内，所述的阀杆滑动插接在防冲刷套管内。本实用新型防止了介质在内壁堆积，降低了高速介质对阀内件的冲刷；可确保阀杆不被颗粒介质卡堵；延长了阀杆的使用寿命，保证辅助导向座稳定可靠。
文档编号F16K1/00GK202927071SQ201220604370
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者王永富, 沈剑标, 张程, 陈彦 申请人:无锡智能自控工程股份有限公司