一种压力容器便捷处理多态混杂物料的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工设备领域，具体是一种涉及压力容器便捷处理生物质物料的技术装备和操控方法。
【背景技术】
[0002]工业生产中普遍使用压力容器对各类物料进行高温高压处理，成效明显，但与之配套的属关键部位的阀门类却相对滞后，多是沿用早期设计的、针对单一液态或固态或气态物料的控制结构。随着新材料新产业的涌现，对新型阀门的需求越来越强烈，因此开发适应多态混杂物料的专用装备就十分重要而迫切。
[0003]生物质物料不可避免含有沙土等杂质，在压力容器中处理时，蒸汽〔或其他压力气体〕和液态水〔或其他液体〕与固态物料构成了三态共存的混有杂质的有高温高压的恶劣工况，显然现行阀门类难于完全适应，勉强使用，形同瓶颈。
[0004]如一些气动或电动球阀,虽有较好的灵动性和密封性，但根本上源自液态料阀，遇恶劣工况条件，易塞料磨损泄漏而频繁更换，且受结构限制通径小流量少，适用范围也相对狭窄。
[0005]再如使用较多的“快开门”装置，虽能适应固态物料特性，但粗大笨重，需电机和机械传动实现开启闭合，单次时间长且能耗大，直接影响生产效益。
[0006]又如一些大专院校、科研院所提供的固态料阀设计，大多与生产实践不相适应，易损易坏维修量大，属实验室阶段，难见工业化应用。
【发明内容】
[0007]针对现有压力容器系统处理生物质物料的不足之处，本发明公开了一种压力容器便捷处理多态混杂物料的方法和装置，提高了处理的效率和质量，延长了装备的使用寿命。且操控简单灵巧、运行速疾平稳、密封长效可靠、维护方便易行、省时节能成本低。
[0008]本发明的技术方案是:在一般普通间歇式压力容器罐上〔如汽爆罐、蒸煮罐、反应罐等〕，装配特异结构的入料阀和喷放阀及附件，构成新型压力容器系统，并以周密设计的程序操控该系统，实现对生物质物料的闻质闻效便捷处理。
[0009]所述入料阀〔图1〕为特异结构设置，上半部相似于耐高压气缸，下半部除起连接固定作用的支柱〔9〕外，四周全敞开方便喂料，整个阀体通过下法兰〔10〕装配在间歇式压力容器罐进料口的上端。
[0010]需闭合时，向进气单向阀〔2〕注入不高于0.8mpa的压缩空气，活塞〔5〕通过中空轴〔6 )推动自由体式密封块〔14 )疾速下行，同时部分气体经通气孔〔25 )穿滤网块〔22〕吹扫清洁密封套〔11〕，瞬间密封块、套精密吻合，入料口〔 12〕闭合密封，注气停止，两道金属阀线〔20〕和两道0型圈〔19〕确保安全可靠的密封效果。
[0011]充压时〔锅炉蒸汽从先行闭合的喷放阀处进入罐内〕，容器罐内的部分压力蒸汽渐次穿滤网块〔22 )、顺通气孔〔25 )、进入缸筒〔1〕与活塞〔5 )上端面形成的上部气腔中，遵循“同一密闭容器内压力处处相等”的定律，加上活塞〔5〕的直径略大于密封块〔14〕的直径，再加上其自重，所以密封块〔14〕处的总压力始终大于罐体进料口处的推举力，确保密封始终处于稳定无泄漏的安全范畴内。
[0012]喷放泄压时〔喷放阀打开〕，缸筒〔1〕上部气腔内的高压蒸汽经通气孔〔25 )返回容器罐，从喷放口逸出，整个压力容器系统恢复常压状态。此时向气孔〔3〕注入压缩空气，密封块〔14〕随着活塞〔5〕疾速上行，入料口〔 12〕敞开，料机可再次喂料。
[0013]所述喷放阀〔图2〕为特异结构设置，下部相似于被动型耐高压气缸，尾部有连接轴〔9〕与另行配购的普通低压气缸相接，起主动推拉作用。上部除起连接固定作用的支柱〔2〕外，四周全敞开方便喷料〔也可罩上另行配置的起收集物料作用的异型导料斗
〕。整个阀体通过上法兰〔1〕装配在压力容器罐出料口底端。
[0014]需闭合时，低压气缸通过连接轴〔9〕推动活塞〔6〕、中空轴〔5〕、密封块〔13〕、中空硅胶块〔14〕疾速上行，进气单向阀〔11〕随之自行开启，向缸筒〔4〕的下部气腔内补入空气，而上部气腔中的空气受压从微型单向阀〔17〕排出，吹扫密封块〔13
〕的下部空间，起自洁作用，瞬间密封块〔13〕与滑配在上法兰〔1〕中的自由体式密封套〔15〕精密吻合，喷放口〔 16〕闭合密封，上行中止。两道金属硬密封和两道0型圈软密封确保安全无泄漏。
[0015]充压时〔入料阀也处于闭合状态〕，蒸汽阀〔8 )开启，压力蒸汽进入缸筒〔4 )与活塞〔6〕形成的下部气腔中，继而从通气孔〔7〕、顺中空轴〔5〕、涨开中空硅胶块〔14〕的开口，进入装有物料的容器罐内，达设定值后蒸汽阀〔8〕关闭。此时整个充满压力蒸汽的空间成了同一密闭容器，压力处处相等，加上活塞〔6〕的有效截面积略大于密封块〔13〕的最大截面积，再加上低压气缸足够的推举力，所以密封块〔13〕处的压强始终大于罐体出料口处的压强，从压力的平衡控制上达到了安全无泄漏的密封效果。
[0016]喷放泄压时，低压气缸疾速下拉密封块〔13〕，气、固、液混杂的物料瞬间从喷放口〔 16〕喷涌而出，顺支柱〔2〕之间的大面积空隙归于接收仓，最后出罐的尾汽喷扫喷放口〔 16〕和下部的密封块〔13〕，起自洁作用，同时进气单向阀〔12〕自行开启向缸筒〔4〕的上部气腔内补入空气，而下部气腔中的蒸汽也从通气孔〔7〕并涨开硅胶块〔14 )的开口而逸出，也具自洁作用，整个压力容器系统恢复常压状态。
[0017]所述自由体式密封块〔图3〕:本体〔18 )和压盖〔15 )组成近似全包围结构，与固定在中空轴〔6 )上的内芯〔24 )滑动配合〔留有滑移间隙〕，构成了可在平面做360度任意向相应位移的自由体结构，以消弥制作、安装时遗留的缺陷，由此能与固定在下法兰〔10〕中的密封套〔11〕形成无干扰精密吻合〔该密封块、套均成同一配合角度设计〕，此外紧密套在内芯〔24 )外径上的自涨式软密封圈〔23 )，充压时自行涨紧阻断气体从滑配缝隙处逃逸，起密封作用，泄压时其间的压力气体从泄压孔〔21〕逸出，自由体恢复松弛状态。
[0018]所述自由体式密封套〔图4 ):托盖〔21〕固定在上法兰〔1〕的台阶处，其间形成近似全包围结构的空室，本体〔23〕可在该室中做360度任意向滑移，构成自由体结构，以消弥制作安装时遗留的缺陷，由此能与固定在中空轴〔5〕上的密封块〔13〕形成无干扰精密吻合〔该密封块、套均成同一配合角度设计〕，此外紧密套在本体〔23 )外径上的自涨式软密封圈〔19〕，充压时自行涨紧阻断气体从滑配缝隙处逃逸，起密封作用，泄压时其间的压力气体从泄压槽〔18〕逸出，自涨圈〔19〕恢复松弛状态可随本体〔23〕作相应位移。
[0019]所述两道0型圈〔19〕和两道金属阀线〔20〕组成软硬兼备的四道密封，每道密封之间可发生相辅作用，即第一道承压最大，如有细微泄漏被第二道截住，其间形成的压力对第一道密封有反作用力和减压作用，可加强第一道的密封效果，软密封凭硬密封的支撑作用借此反作用力还可调整自身形态、增强密封性能。以此类推，四道密封软硬配合、互为作用、梯度减压，确保安全无泄漏。
[0020]所述中空硅胶块〔14〕，固定在密封块〔13〕的顶上中央，上部开口自然闭合，受中空轴〔5〕中压力气体作用而涨开通气释压，外力消失即自行恢复闭合，以隔绝混杂物质进入气腔内，具单向通行作用。
[0021]所述软硬组合密封线，视密封块大小和压力高低在4?8道内配置；所述连接固定用的支柱，视阀体大小和压力高低在3?12根内配置；