专利名称：一种粘稠物料出料控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粘稠物料出料控制装置，更具体地说，涉及一种用于溶剂脱浙青装置硬质浙青出料的控制装置。
背景技术：
溶剂脱浙青工艺过程是以减压渣油等重质油为原料，利用丙烷、丁烷、戊烷、己烷等烃类以及它们的混合物作为溶剂进行萃取，在萃取塔下端得到萃取物即脱油浙青。在一定萃取工艺条件下可得到硬质浙青，其粘度在240°C时高达34Pa. s或更高。目前，萃取塔下端的脱油浙青都是人工手动出料，萃取塔内外压差高达lOMPa，排出的硬质浙青温度达240°C。为防止浙青排出过程中发生堵塞，出料阀门常常选用流通性能好但流量调节能力差的截止阀或球阀，因此需要由长期工作在这个岗位具有丰富实践经验的工作人员人工手动操作阀门来出料。这样的浙青出料过程有如下缺点1.由于出料过程压力高、流量小，阀瓣或阀芯与阀座之间的节流间隙很小，高粘度的硬质浙青容易聚集而形成料堵，使得物料的流量逐渐减小直至断流。而加大阀门开度后料堵又突然排出，流量急剧增大难以控制导致物料飞溅，存在安全隐患。2.采用流通性能好、流量调节能力差的截止阀或球阀来避免料堵，但也带来了排出浙青的流量极不稳定、难控制的不足。3.此出料过程是现场人工手动出料，操作位置靠近出料口，存在热浙青喷出伤人的安全隐患。CN201884756U公开了一种用于检测的针阀旋转控制装置，其中电机由联轴器连接设有连接套的连接轴，连接套为设有紧固套的夹具，连接套与针阀的旋钮套接，由紧固套收紧连接套与旋钮的套接夹持力，由电机与控制器连接实现针阀的自动控制。该装置是用于检测针阀的需要来自动控制针阀，不能可靠控制针阀的关闭，而无法避免粘稠物料出料过程中物料形成料堵和飞溅的现象，不适用于粘稠物料出料过程。
实用新型内容为了克服上述现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种出料冲击力小、流动均匀、平稳可控、不易堵塞、不飞溅、操作简便、安全可靠、可由计算机远程控制、可长周期运转的粘稠物料出料控制装置。采用该装置可实现溶剂脱浙青装置中硬质浙青出料过程的自动控制。本实用新型粘稠物料出料控制装置，在出料管道上设置手动针阀，其中针阀的阀杆通过联轴器与转矩限制器的一端联接，转矩限制器的另一端与驱动机联接，驱动机由驱动机控制器控制。本实用新型中，所述的针阀为手动针阀，尤其是具有非旋转式球形阀杆头的针阀。所述的具有非旋转式球形阀杆头的针阀中，阀杆底端镶嵌球形阀杆头，球形阀杆头在阀杆底端内只能周向转动不能轴向移动，针阀处于关闭位置时，球形阀杆头与阀座为面密封。本实用新型中，转矩限制器可以采用磨擦式转矩限制器或者滚珠式转矩限制器。转矩限制器采用轴-轴安装形式。转矩限制器的正向限制转矩根据针阀的关闭转矩来确定，一般转矩限制器的正向限制转矩稍大于针阀的关闭转矩，以不损坏阀门为准。转矩限制器的反向限制转矩稍大于针阀的关闭转矩，从而保证针阀能顺利反向开启。本实用新型中，由驱动机控制器控制驱动机的转动，驱动机与转动转矩限制器通过联接轴联接，转矩限制器和针阀的阀杆之间采用联轴器联接。驱动机控制器控制驱动机，使针阀不断重复下述过程从关闭状态开启直至设定开度，在设定开度停留或不停留，然后从设定开度关闭至关闭状态，即实现“开启一停留或不停留一关闭”的重复操作过程。在粘稠物料出料过程中，不断重复上述“开启一停留或不停留一关闭”过程，进而实现对粘稠物料出料过程的控制。本实用新型中,驱动机驱动针阀顺时针(正向)转动时,针阀的流量减小直至关闭，此时，由于转矩限制器的转矩限制作用施加在针阀上的正向限制转矩是固定不变的，施加在针阀上的正向限制转矩大于针阀的关闭转矩，从而保证针阀处于关闭状态。由于驱动机的输出转矩大于转矩限制器的正向限制转矩，转矩限制器便会产生分离，驱动机空转到特定位置停止，从而有效保护了驱动机和针阀。驱动机驱动针阀逆时针(反向)转动时，转矩限制器的反向限制转矩大于针阀的关闭转矩，从而保证针阀能顺利开启，针阀以一定转速渐渐开启到指定位置。驱动机控制器通过调整驱动机的运动参数来控制针阀的工作状态。不能满足防爆要求的驱动机控制器和驱动机，最好安装在防爆箱内防爆。上述驱动机既可以是电动的，也可以是气动的。驱动机控制器最好与计算机连接，按预定程序不断重复完成上述“开启一停留或不停留一关闭”过程，从而实现粘稠物料出料过程的远程控制。粘稠物料出料时，尤其是装置处理量较小的装置，当阀门打开到一个固定的开度，阀门流量系数(Cv值)很小就能满足流量要求，调节阀针和阀座之间的流通间隙较小。阀门工作一段时间，高粘度物质聚集在这个很小流通间隙而形成料堵，使得物料的流量逐渐减小直至断流。但采用本实用新型出料控制装置在变Cv值工作时，阀门不断开启和关闭，由于阀门关闭时转矩限制的作用，阀针对阀座施加了一定的比压，这个比压使阀针和阀座之间的流通间隙聚集的物料得到清洁，物料通道得到恢复；另外阀门处于最大开度时物料瞬时流速很大起到对管道冲刷作用，使得物料通道得到进一步清洁。在出料过程中不断改变阀门的Cv值，使阀门的瞬时流量不断变化，不断对流通间隙聚集的物料进行清洁，就可获得一个稳定的平均流量。在系统压力、温度、阀门的结构和物料的性质不变的条件下，这个流量只与阀门的动作相关，阀门开启和关闭的速度可以是匀速也可以是变速，即阀门的开度-时间曲线可以是直线也可以是曲线，最好呈正弦曲线。
图1为本实用新型粘稠物料出料控制装置结构示意图；图2为本实用新型粘稠物料出料控制装置的针阀“开度一时间”曲线图；图3为具有非旋转式球形阀杆头的针阀的局部剖视图；图中，1.驱动机；2.转矩限制器；3.联轴器；4.针阀；5.物料入口 ；6.联接轴；
7.物料出口 ；8.防爆箱体；9.正弦曲线；10.直线；11.阀杆；12.球形阀杆头；13.阀座。
具体实施方式
下面结合图1对本实用新型进一步详细描述。[0016]本实用新型的粘稠物料出料控制装置如图1所示，在出料管道上设置针阀4，其中针阀4的阀杆与转矩限制器2的一端通过联轴器3 (最好采用弹性联轴器)联接，转矩限制器2的另一端与驱动机I通过联接轴6联接，驱动机I由驱动机控制器控制。针阀4、物料入口 5、物料出口 7装有辅助加热设施。由驱动机控制器控制驱动机I。针阀4为手动阀门，能在高温高压以及强烈的温度和压力振动下始终满足重复、无泄露关闭的工作要求。驱动机I的动作不能满足防爆要求的，最好与驱动机控制器设置在防爆箱体8内。驱动机控制器与计算机进行通信实现远程自动化控制。图3为具有非旋转式球形阀杆头的针阀的局部剖视图，其中，阀杆11底端镶嵌球形阀杆头12，球形阀杆头12在阀杆11底端内只能周向转动不能轴向移动，针阀处于关闭位置时，球形阀杆头12与阀座13为面密封。本实用新型采用的具有非旋转式球形阀杆头的针阀，由于针阀处于关闭位置时，球形阀杆头与阀座形成面密封，且阀杆的正向转动时球形阀杆头12与阀座13之间没有旋转，这样密封效果好，使用寿命长，能在高温高压以及强烈的温度和压力振动下满足重复、无泄露关闭的工作要求。现结合图2详细说明的针阀4运动过程。图2中纵轴为的开度百分比(％)，横轴为时间(秒)。针阀4初始位置处于关闭状态，出料开始时，驱动机I驱动针阀反向转动，由于转矩限制器2的反向转矩大于针阀的关闭转矩，针阀4以一定转速渐渐开启到指定位置，此时物料排出流量最大。之后，停留一段时间，也可以不停留。驱动机I以一定的速度顺时针(正向)转动，带动针阀4正向转动,针阀4的流量逐渐减少直至关闭。关闭后再使针阀4正向转动阀门开度的09Γ20%，优选为09Γ10%，此时，由于转矩限制器2的作用，既保证针阀4处于可靠的关闭状态又使针阀4的阀针和阀座不至于因过载而损坏。一般情况下，针阀反转从开启至设定开度或正转从设定开度至关闭的开度范围至少为3%。针阀4“开度一时间”为直线或曲线，优选正弦曲线，这样就完成了一个动作周期。在一定的出料时间内不断重复这个出料周期，就完成了出料过程。与现有技术相比，采用本实用新型提供的出料控制装置，特别适用于溶剂脱浙青装置中硬浙青的出料过程。由于采用流量调节能力好的针阀(尤其是具有非旋转式球形阀杆头的针阀)以及转矩限制器的共`同配合使用，使针阀能够实现“开启一停留或不停留一关闭”不断重复操作的方法，使排放硬质浙青等粘稠物料时，物料流出的冲击力大大减小，物料流动均匀、平稳可控，不易堵塞，可长周期运行。由于采用计算机远程控制的出料过程代替人工手动出料，消除了热浙青喷出伤人的安全隐患，并使整套装置实现硬质浙青自动出料。该装置操作简便，安全可靠，降低出料装置的成本。
权利要求1.一种粘稠物料出料控制装置，其特征在于:在出料管道上设置手动针阀，针阀的阀杆与转矩限制器的一端通过联轴器联接，转矩限制器的另一端与驱动机联接，驱动机由驱动机控制器控制。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的针阀为具有非旋转式球形阀杆头的针阀，即阀杆底端镶嵌球形阀杆头，球形阀杆头在阀杆底端内只能周向转动不能轴向移动，针阀处于关闭位置时，球形阀杆头与阀座为面密封。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的转矩限制器采用磨擦式转矩限制器或者滚珠式转矩限制器；所述的转矩限制器采用轴-轴安装形式。
4.按照权利要求Γ3任一所述的装置，其特征在于:驱动机控制器控制驱动机，使针阀不断重复下述过程:从关闭状态开启直至设定开度，在设定开度停留或不停留，然后从设定开度关闭至关闭状态。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于:转矩限制器的正向限制转矩稍大于针阀的关闭转矩，以不损坏阀门为准；转矩限制器的反向限制转矩稍大于针阀的关闭转矩，保证针阀顺利开启。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:驱动机与转动转矩限制器通过联接轴联接，转矩限制器和针阀的阀杆采用联轴器联接。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于:驱动机控制器和驱动机安装在防爆箱内。
8.按照权利要求4所述的装置，其特征在于:针阀关闭后再使针阀正向转动阀门开度的09Γ20% ;针阀反转从开启至设定开度或正转从设定开度至关闭的开度范围至少为3%。
9.按照权 利要求4所述的装置，其特征在于:针阀开启和关闭的速度为匀速或变速。
专利摘要本实用新型公开了一种粘稠物料出料控制装置。该装置在出料管道上设置手动针阀，其中针阀的阀杆与转矩限制器的一端通过联轴器联接，转矩限制器的另一端与驱动机联接，驱动机由驱动机控制器控制。本实用新型由于采用流量调节能力好的针阀以及转矩限制器的共同配合使用，使针阀能够实现“开启—停留或不停留—关闭”不断重复操作的方法，使排放硬质沥青等粘稠物料时，物料流出的冲击力大大减小，物料流动均匀、平稳可控，不易堵塞，可长周期运行。本实用新型特别适用于溶剂脱沥青装置中硬沥青的出料控制。
文档编号G05D7/06GK202916713SQ201220556058
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者赵利民, 王晶晶 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院