一种用于烟气燃烧装置的烟道控制阀的制作方法

1.本发明涉及工业烟气处理技术，特别涉及一种用于烟气燃烧装置的烟道控制阀。


背景技术：

2.燃烧炉(烧结炉、竖炉、回转窑和鼓风炉)排放的烟气包括灰尘、no
x
、sox、co、vocs、二噁英等等有害的污染物。为了减少烟气中有害的污染物，通常需要对烟气进行净化处理。
3.烟气净化流程一般包括除尘、脱硫、脱硝，然后排空，这样在排空之前可以去除硝和硫，实现烟气的净化。其中，挥发性有机化合物(volatile organic compounds，vocs)、二噁英往往在脱硫、脱硝过程中，进入吸收浆液，成为吸收浆液的成份，在对吸收浆液进行过滤处理过程中，vocs、二噁英形成的有害物会留在滤饼中，这会导致滤饼难以处理，进而成为滤饼利用的重要障碍。现有技术中，或者对吸收浆液进行特殊处理，或者对滤饼进行专门处理，这些处理均导致工艺复杂及成本提高。
4.为了提高烟气净化效果，减少有害污染物的不利影响，降低烟气净化处理成本，减少烟气净化能耗，中国专利文献cn113295013a和cn113251813a公开的烟气净化系统设置了烟气燃烧装置，使待净化的烟气通过烟气燃烧装置时，使烟气燃烧(自燃或加入助燃物质焚燃)，转换为无害成分，实现去除待处理烟气中污染物的目的。
5.为了使待处理烟气在烟气燃烧装置中充分燃烧，就需要控制待处理烟气的进入，同时控制燃烧后烟气的排出，避免引入待处理烟气的通道与排出燃烧后烟气通道短路(如果待处理烟气中的污染物含量为45000nm3/hr，有0.1％的污染物进入排出燃烧后烟气的通道，会导致排空或进入下一流程的烟气严重超标；承担相应的法律责任)。因此，需要烟道控制阀在关闭时具有较高的密封效果。
6.同时，因为烟道控制阀位于高温、高腐蚀、高烟尘的恶劣工作环境中，且需要以较高的频率进行关闭和打开状态的转换，要求烟道控制阀具有很高的适应性，普通的控制阀结构根本无法满足烟气控制的需要。
7.如何在保证密封效果的同时，保证烟道控制阀的适应性，是本领域技术人员需要解决的技术难题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于，提供一种用于烟气燃烧装置的烟道控制阀，利用该烟道控制阀可以适用烟气燃烧装置的需要，同时可以保证对烟气通道的密封效果。
9.本发明提供的用于烟气燃烧装置的烟道控制阀，包括阀座和阀芯板，所述阀座安装在烟气通道中，并形成环状内密封面，所述阀芯板的外周形成环状外密封面；在关闭状态，所述环状内密封面和环状外密封面配合；
10.所述环状内密封面和环状外密封面中，至少一个形成流体密封环槽，所述流体密封环槽通过预定的流体控制阀与有压流体供给源相通。这样，在关闭状态下，阀芯板和阀座结合，所述环状内密封面和环状外密封面配合形成初步密封，以使流体密封环槽保持压力；
此时，通过有压流体供给源及流体控制阀向流体密封环槽充入流体，实现对环状内密封面和环状外密封面二次流体密封，可以保证烟道控制阀密封效果，防止待处理烟气泄漏。同时，烟道控制阀的高温可以进入流体膨胀，进而提高二次流体密封效果，且不受烟道控制阀恶劣环境影响，可以保证烟道控制阀适用性，适用烟气燃烧装置的需要。
11.当然，阀芯板和阀座分离，烟道控制阀打开时，可以断开流体充入。为了适应烟道控制阀开/关周期和频率，可以根据有压流体供给源的压力、管路及流体控制阀参数，适当控制流体充入的周期和频率。
12.可选技术方案中，所述流体密封环槽具有多个流体进入口，每个所述流体进入口均与所述有压流体供给源相通。这样可以保证流体更快速地充入流体密封环槽，保证密封效果。
13.可选技术方案中，所述有压流体供给源包括有压空气供给源和有压液体供给源中至少一个。利用空气作为流体密封介质，可以更方便，利用有压液体(如水)可以提高密封效果。当然也可以加入其他物质和成份，以达到流体密封的效果。
14.可选技术方案中，所述有压流体供给源包括有压空气供给源和有压液体供给源，还包括气液混合器，以提供气液混合物。利用气流混合物作为流体密封介质，可以获得空气与液体的综合效果。
15.可选技术方案中，所述环状内密封面形成第一流体密封环槽，所述环状外密封面形成第二流体密封环槽；
16.在所述关闭状态，所述第一流体密封环槽的开口和第二流体密封环槽的开口相对。这样可以增加流体密封环槽回旋空间，充分利用流体自动堵塞性能，保证流体密封效果。
17.可选技术方案中，在所述阀芯板相对于阀座的运动方向上，所述第一流体密封环槽的开口尺寸大于所述第二流体密封环槽的开口尺寸。这样，在环状内密封面和环状外密封面配合面有适量磨损时，可以使第一流体密封环槽的开口和第二流体密封环槽的开口保持相对，进而保证流体密封效果。
18.可选技术方案中，所述环状内密封面和环状外密封面中，至少一个形成驱动流体密封环槽，所述驱动流体密封环槽通过中间流道与所述流体密封环槽相通；
19.相对于所述流体密封环槽，所述驱动流体密封环槽更靠近所述阀座的高温侧。这样，在流体填充流体密封环槽后，可以向驱动流体密封环槽流动，形成朝向高温侧的驱动效果，进一步避免高温侧烟气泄漏。
20.可选技术方案中，用于烟气燃烧装置的烟道控制阀还包括驱动气缸，所述驱动气缸通过驱动杆在所述阀座的低温侧与所述阀芯板相连。
21.可选技术方案中，所述驱动杆内端与所述驱动气缸相连，外端与支承座滑动配合；所述支承座与所述阀座相对固定；这样就使得驱动杆更加稳定，进而保证烟道控制阀的可靠性。另外，烟道控制阀还包括一端开口，一端封闭的密封罩，所述密封罩开口端与所述支承座配合密封，所述驱动杆的外端伸入所述的密封罩中。这样，可以避免烟气进入支承座，进而避免烟气对驱动杆外端滑动配合的不利影响。
22.优选技术方案中，所述环状内密封面和环状外密封面均为锥形面；所述环状内密封面和环状外密封面中，至少一个设置有环形的密封圈槽；烟道控制阀还包括设置在所述
环形密封圈槽的金属弹性密封圈；所述金属弹性密封圈为有开口的环形结构；自然状态下，所述金属弹性密封圈至少部分凸出于所述环形密封圈槽外。环状内密封面和环状外密封面均为锥形面，可以在环状内密封面和环状外密封面配合时，逐渐对金属弹性密封圈外周施加压力，使金属弹性密封圈从自然状态转换为收缩状态，使金属弹性密封圈外周面与环状内密封面之间形成压力接触，进而实现环状内密封面和环状外密封面之间的密封。同时，金属弹性密封圈可以承受更高温度，适应烟道控制阀恶劣环境需要，保证烟气密封效果。
附图说明
23.图1为本发明提供用于烟气燃烧装置的烟道控制阀实施例的内部结构示意图；
24.图2为图1中a部分放大图；
25.图3是图2中流体密封环槽111或211的原理示意图；
26.图4为本发明实施例中，第一流体密封环槽111和第一流体密封环槽211对应原理示意图；
27.图5为本发明另一实施例中，流体密封环槽密封原理示意图；
28.图6为阀芯板200和金属弹性密封圈520的结构示意图；
29.图7为金属弹性密封圈520整体结构示意图。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明具体实施方式进行具体描述。
31.需要说明的是本文件中，“上”、“下”、“左”、“右”是相应图示为基础确定，“内”和“外”是以烟道控制阀的阀芯中心线c为参考确定。
32.请参考图1，图1为本发明提供用于烟气燃烧装置的烟道控制阀实施例的内部结构示意图。图1示意了两个左右布置、组合使用的烟道控制阀，可以设置于烟气燃烧装置下方或侧方。待燃烧烟气从右方烟气通道10的入口进入烟气通道，右方烟道控制阀的阀座100和阀芯板200配合可以打开或关闭上方进入烟气燃烧装置的通流口。
33.通过左方烟道控制阀的阀座100和阀芯板200配合，可以打开或关闭上方进入烟气燃烧装置的通流口，使燃烧后的烟气通过左之出口将燃烧后烟气排出，进入后续烟气净化流程。
34.本发明实施例中，用于烟气燃烧装置的烟道控制阀包括阀座100和阀芯板200，所述阀座100安装在烟气通道10中，并形成环状内密封面110，所述阀芯板200的外周形成环状外密封面210。在关闭状态，所述环状内密封面110和环状外密封面210配合。
35.本实施例中，环状内密封面110和环状外密封面210均为锥形面，且在从下方底温侧向上方高温侧方向上，内径逐渐缩小。可以理解，环状内密封面110和环状外密封面210也可以是平面，形成平面与平面的配合。
36.请参考图2和图3，图2为图1中a部分放大图，图3是图2中流体密封环槽111或211的原理示意图。本实施例中，环状内密封面110形成第一流体密封环槽111，所述环状外密封面210形成第二流体密封环槽211；所述第一流体密封环槽111的开口和第二流体密封环槽211的开口相对，形成一个较大空间的环槽。
37.其中，所述第一流体密封环槽111和第二流体密封环槽211之一通过预定的流体控
制阀310与有压流体供给源320相通。可以在阀座100中设置的管路或通道，使第一流体密封环槽111与有压流体供给源320相通；也可以在阀芯板200中设置适合的管路和通道，使第二流体密封环槽211与有压流体供给源320相通。考虑阀芯板200需要较高频率的进行打开和关闭操作，优选在阀座100中设置的管路或通道。
38.有压流体供给源320用于提供填充流体，本实施例中，有压流体供给源320可以为储气装置，储气装置可以使内部气体保持预定的压力，以向第一流体密封环槽111提供具有适当压力的气体(如空气)。
39.这样，在烟道控制阀关闭状态下，阀芯板200和阀座100结合，所述环状内密封面110和环状外密封面210配合形成初步密封，以使第一流体密封环槽111和第二流体密封环槽211保持压力；此时，通过有压流体供给源320及流体控制阀310向流体密封环槽111或211充入流体(本实施例中，充入的流体为空气)，实现对环状内密封面110和环状外密封面210二次流体密封，可以保证烟道控制阀密封效果，防止待处理烟气泄漏。同时，烟道控制阀的高温可以进入流体膨胀，进而提高二次流体密封效果，且不受烟道控制阀恶劣环境影响，可以保证烟道控制阀适用性，适用烟气燃烧装置的需要。
40.当然，阀芯板200和阀座100分离，烟道控制阀打开时，可以断开流体充入。为了适应烟道控制阀开/关周期和频率，可以根据有压流体供给源320的压力、管路及流体控制阀参数，适当控制流体充入的周期和频率。
41.可以理解，使环状内密封面110和环状外密封面210中，至少一个形成适当的流体密封环槽，也可以获得上述技术效果。流体密封环槽的截面不限于为弧形，也可以为三角形，或其他形状。为了获得更大的回旋空气，有利保持关闭状态下保持适合的压力，保证密封效果，流体密封环槽也可以设置为开口较小，内部较大的结构。流体密封环槽可以为360度、封闭的环形槽，也可以是330度、270度弧形槽，还可以是多个间断的弧形槽。
42.本实施例中，可以保证流体更快速地充入流体密封环槽111或211，保证密封效果，可以使第一流体密封环槽111及第一流体密封环槽211具有多个流体进入口，每个所述流体进入口均与所述有压流体供给源320相通。当然，多个流体进入口可以周向均匀设置，也可以根据管路距离适当设置不均匀设置，以达到压力均衡。
43.有压流体供给源320可以根据实际情况进行选择，可以包括有压空气供给源(如空气存储装置、气泵等等)和有压液体供给源(有预定压力的水箱、水泵等等)中至少一个。利用空气作为流体密封介质，可以更方便，利用有压液体(如水)可以提高密封效果。还可以包括有压空气供给源和有压液体供给源，再设置气液混合器，以提供气液混合物。利用气流混合物作为流体密封介质，可以获得空气与液体的综合效果。当然也可以加入其他物质和成份，以达到流体密封的效果。
44.如图4所示，该图为本发明实施例中，第一流体密封环槽111和第一流体密封环槽211对应原理示意图。本实施例中，在所述阀芯板200相对于阀座100的运动方向上，所述第一流体密封环槽111的开口尺寸h1大于所述第二流体密封环槽211的开口尺寸h2。该结合与锥形面的环状内密封面110和环状外密封面210可以配合使用。在环状内密封面110和环状外密封面210配合面有适量磨损时，可以使第一流体密封环槽111的开口和第二流体密封环槽211的开口保持相对，进而保证流体密封效果。当然，环状内密封面110和环状外密封面210为平面配合面时，可以适应阀芯板200和阀座100配合公差，提高烟道控制阀的可靠性。
45.如图5所示，该图为本发明另一实施例中，流体密封环槽密封原理示意图。该实施例中，所述环状内密封面110和环状外密封面210中，至少一个形成驱动流体密封环槽121或221，所述驱动流体密封环槽121或221通过中间流道122与所述流体密封环槽111或211相通；相对于所述流体密封环槽111或211，所述驱动流体密封环槽121或221更靠近所述阀座100的高温侧。这样，在流体填充流体密封环槽121或221后，可以向驱动流体密封环槽121或221流动，形成朝向高温侧的驱动效果，进一步避免高温侧烟气泄漏。
46.请参考图6和图7，图6为阀芯板200和金属弹性密封圈520的结构示意图，图7为金属弹性密封圈520整体结构示意图。同时可以再参考图2，该实施例中，所述环状内密封面110和环状外密封面210均为锥形面；所述环状内密封面110和环状外密封面210中，至少一个设置有环形的密封圈槽510；烟道控制阀还包括设置在所述环形密封圈槽510的金属弹性密封圈520；所述金属弹性密封圈520为有开口s的环形结构。自然状态下，所述金属弹性密封圈520至少部分凸出于所述环形密封圈槽510外。自然状态指，金属弹性密封圈520没有受到外力作用的情况下(如阀芯板200与阀座100分离情形下)，金属弹性密封圈520的状态。相对应，在阀芯板200与阀座100接合，环状内密封面110和环状外密封面210配合时，金属弹性密封圈520受到环状内密封面110压力作用而弹力变形，为非自然状态。在非自然状态下，环形密封圈槽510可以缩回到密封圈槽510中，且其外周与环状内密封面110之间形成压力接触，并保持接触面的密封。
47.环状内密封面110和环状外密封面210均为锥形面，可以在环状内密封面110和环状外密封面210配合时，逐渐对金属弹性密封圈520外周施加压力，使金属弹性密封圈520从自然状态转换为收缩状态，使金属弹性密封圈520外周面与环状内密封面110之间形成压力接触，进而实现环状内密封面110和环状外密封面210之间的密封。同时，金属弹性密封圈520可以承受更高温度，适应烟道控制阀恶劣环境需要，保证烟气密封效果。金属弹性密封圈520可以选用弹性较好的材料制作，如65mn、50crva、55si2mn弹性钢。
48.再参考图1，本发明实施例中，用于烟气燃烧装置的烟道控制阀还包括驱动气缸410，所述驱动气缸410通过驱动杆420在所述阀座100的低温侧与所述阀芯板200相连。所述驱动杆420内端与所述驱动气缸410相连，外端与支承座430滑动配合；所述支承座430与所述阀座100相对固定，可以在上方设置相应的架体，以固定支承座430；这样就使得驱动杆420更加稳定，进而保证烟道控制阀的可靠性。另外，烟道控制阀还包括一端开口，一端封闭的密封罩440，所述密封罩440开口端与所述支承座430配合密封，所述驱动杆420的外端伸入所述的密封罩440中。这样，可以避免烟气进入支承座430，进而避免烟气对驱动杆420外端滑动配合的不利影响。
49.以上对本发明所提供具体实施进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。