一种换向阀的制作方法

本发明属于蓄热式燃烧技术和蓄热式空气预热器，涉及一种改变烟气和空气流动方向的换向阀。

背景技术：

1、蓄热式燃烧技术是20世纪90年代开始在钢铁、冶金行业推广采用的一种全新型燃烧技术。它具有高效烟气余热回收，排烟温度低于150℃，高预热空气温度，空气温度在1000℃左右，低nox排放等多重优越性。

2、换向阀是实现蓄热式燃烧技术的重要设备，通过换向阀的切换改变烟气和空气流动方向，功能上和蓄热式空气预热器的换向阀是一致的。

3、文献一《蓄热式燃烧用换向阀技术综述》(刘占增,蒋扬虎,丁翠娇等，2007中国钢铁年会论文集，2007:1138-1139.)介绍了钢铁行业国内外蓄热式炉窑常用的6种换向阀：组合式换向阀、两位五通换向阀、大型四通换向阀、小型旋转四通换向阀、小型三通换向阀、双关三通换向阀，并对换向阀的控制方式、换向时间、密封性和使用寿命进行了论述。文献一同时指出了这6种换向阀在实际使用中存在的共性问题：密封圈烧损、执行机构不灵活和不到位、密封不严漏气问题，以及旋瓣式三通阀阀瓣脱落、介质短路等问题。

4、火焰加热炉是石油化工行业广泛使用的加热炉，主要以燃气为燃料，火焰直接加热炉管内流动的工艺物流。近年来随着加热炉热效率的不断提高，排烟温度越来越低，甚至到了80℃左右，金属材质的空气预热器的露点腐蚀问题比较突出。

5、文献二《新型陶瓷蓄热式空气预热器的开发及工业应用》(王德瑞,佘东升,汤红年等.[j].炼油技术与工程,2020,50(01):41-47.)介绍，国内石油化工行业在火焰加热炉的余热回收系统中开始尝试采用阀门切换型陶瓷蓄热式空气预热器，其工作原理是：通过阀门切换改变气体流向，使空气和烟气交替流经蓄热室，实现烟气和空气在蓄热室内通过陶瓷蓄热体换热的目的。

6、中国专利cn 206191632 u，公开了一种八通阀u形管蓄热式空气预热器，包括换向阀和蓄热室，换向阀为旋转式八通换向阀，蓄热室包括u形管形式的左室和右室。该专利采用的八通换向球阀，由两个四通换向球阀通过一个共用阀轴组成八通阀，保证两个四通球阀的同步换向；利用人工研磨后的旋转球面与密封圈完全吻合来保证完全密封。该专利虽然解决了换向阀同步和密封两大难题，但也存在着八通球阀球面密封大型化难度大、成本高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于蓄热式燃烧和蓄热式空气预热器的换向阀，以解决现有技术的换向阀存在的上述问题，满足动作快、密封好、成本低、使用寿命长的性能要求。

2、本发明的具体技术方案如下：

3、一种换向阀，用于蓄热式燃烧及蓄热式空气预热器中，烟气和空气通过其与蓄热室连通，实现烟气和空气交替流经蓄热室完成换热的目的。所述换向阀特征在于：

4、换向阀为一个四通换向阀，或者为2个以上四通换向阀的叠加，所述四通换向阀包括上壳体、下壳体、阀盘、阀座、阀轴和弹簧，阀盘和阀座之间为端面密封，阀盘在弹簧作用下始终紧贴在阀座上，阀盘可以90°往复旋转；

5、所述上壳体为圆筒形，底部敞开与下壳体连接，顶部除轴孔外封闭，侧壁无接口；

6、所述下壳体为圆筒形，底部封闭，顶部敞口连接阀座和上壳体，侧壁有四个接口；下壳体内部有四块隔板和一根轴套将内部空间分隔为四个不相通的隔间，每个隔间的侧壁有一个接口，每个隔间的顶部有阀座的一个等径通孔；所述阀座为圆盘形，上表面为密封面，除轴孔外，阀座上有四个圆心在同一圆周上的等径通孔，四个等径通孔间隔90°均布，等径通孔的孔直径小于或等于相邻两个等径通孔的孔间距的0.5倍；

7、所述阀盘由底盘、a通道管和b通道管组成，底盘下表面为密封面，a通道管和b通道管位于底盘上表面，a通道管和b通道管完全相同。底盘为圆盘形，除轴孔和键槽外，底盘上有四个圆心在同一圆周上的等径通孔，四个等径通孔间隔90°均布，与阀座上的四个等径通孔直径相同且一一对应，且与阀座上的四个等径通孔圆心所在圆的直径也相同。按逆时针方向排序，底盘的四个等径通孔依次为底盘孔一、底盘孔二、底盘孔三、底盘孔四。在底盘上表面，a通道管连通底盘孔一和底盘孔二，b通道管连通底盘孔三和底盘孔四。

8、所述弹簧套装在上壳体与阀盘之间的阀轴外。

9、作为本发明的优选，其进一步特征在于：所述阀盘的a通道管为180°弯管。

10、作为本发明的优选，其进一步特征在于：所述阀盘的a通道管的横截面为倒u型、方形、梯形。

11、作为本发明的优选，其进一步特征在于：阀座为复合材料，最优组合为“金属板+聚四氟乙烯板”。

12、作为本发明的优选，其进一步特征在于：所述换向阀为两个四通阀的叠加，形成八通阀。

13、本发明的有益效果在于：

14、1)与现有技术换向阀的有多少个接口就有多少个密封面相比，本发明换向阀四个接口才有一个密封面，密封面显著减少，泄漏概率大幅降低。

15、2)与现有技术换向阀密封形式相比，本发明的端面密封形式，密封性能更好，结构更简单、更可靠，性价比更高，制造更容易，成本更低，更容易实现大型化。

16、3)与现有技术换向阀的阀芯三维旋转相比，本发明的阀盘平面二维旋转，摩擦阻力更小，转动所需功率更低，更有利于执行机构的小型化。

17、4)与现有技术换向阀三维旋转相比，本发明的阀盘平面二维旋转，阀盘的自由度更高，在径向、轴向均可以自由膨胀，且密封面磨损可以自动补偿。

18、5)本发明的阀盘在90°间歇往复旋转过程中，不断自研磨、自抛光密封面，密封性能不断提高。

19、下面用附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。

技术特征：

1.一种换向阀，其特征在于：该换向阀为一个四通换向阀，或者为2个以上四通换向阀的叠加，所述四通换向阀包括上壳体、下壳体、阀盘、阀座、阀轴和弹簧，其中阀盘在阀座之上，阀盘和阀座之间为端面密封，阀盘在弹簧作用下始终紧贴在阀座上，阀盘可以90°往复旋转；

2.根据权利要求1所述的一种换向阀，其特征在于：阀盘在阀座之上，阀盘的底盘下表面紧贴阀座的上表面，阀盘通过轴孔和键槽与阀轴连成一体，同步动作，弹簧套装在上壳体与阀盘之间的阀轴外，弹簧的弹力压紧阀盘，使阀盘与阀座形成端面密封。

3.根据权利要求1所述的一种换向阀，其特征在于：所述阀盘的a通道管为180°弯管。

4.根据权利要求1所述的一种换向阀，其特征在于：所述阀盘的a通道管的横截面为倒u型、方形或梯形。

5.根据权利要求1所述的一种换向阀，其特征在于：阀座为复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种换向阀，其特征在于：所述换向阀为两个四通阀的叠加，形成八通阀。

7.根据权利要求5所述的一种换向阀，其特征在于：阀座为“金属板+氟塑料板”复合材料。

技术总结
本发明公开一种换向阀。该换向阀为一个四通换向阀，或者为2个以上四通换向阀的叠加，所述四通换向阀包括上壳体、下壳体、阀盘、阀座、阀轴和弹簧，阀座为圆盘形，上表面为密封面，阀盘由底盘、A通道管和B通道管组成，底盘下表面为密封面，阀盘在阀座之上，阀盘和阀座之间为端面密封，阀盘在弹簧作用下始终紧贴在阀座上，阀盘可以90°往复旋转。本发明的换向阀单独可作为四通换向阀使用，两个叠加可作为八通换向阀使用，两个以上组合可以作为多通换向阀使用。本发明用于蓄热式燃烧及蓄热式空气预热器中，具有密封性能好、结构简单可靠、性价比高等优点。

技术研发人员：王德瑞,杨利然,汤红年,魏宏斌,张海培,薛林锋
受保护的技术使用者：中石化广州工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14