專利名稱：焦化四通球閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高溫渣油專用球閥，特別是一種用于焦化裝置焦化塔底進料切換工藝的焦化四通球閥。
背景技術：
在石油煉制工業，隨著原油深加工技術發展，大多煉油廠采用焦化裝置將煉油殘留物——渣油制成炭化產品。現有焦化裝置中通常采用一條進料管線供應三個焦炭塔原料的工藝方式，以提高裝備效率。焦炭塔塔底進料均是通過各種閥門的控制來實現，其核心工藝要求是通過閥門控制在需要的時間將原料切換輸送到其中一個焦炭塔。由于渣油粘度大，在閥內零件表面會結焦和積碳，尤其是在活動零件之間的配合間隙中，不斷積累的焦化物和殘余碳使零件之間相互凝固，造成動作困難，甚至無法動作，使閥門完全失效。由于這種工藝介質的特殊性，因此需要專用閥門產品作為管道輸送高溫渣油等高粘度介質的管路截斷閥、壓力、流量調節閥和多通道流向切換閥。
目前我國焦化裝置閥門主要是1、使用一般工業用閘閥作為截斷閥。由于通用閘閥只能用于清潔的水、油、氣和低粘度介質系統，不具有防止結焦和積碳的功能，因此焦油會迅速積聚到密封面、閥桿填料等部位，并碳化凝固在一起，使閥門密封失效，甚至無法動作。這些閥門不得不頻繁更換或經常拆卸清除結焦后勉強使用。
2、采用四通旋塞閥作為焦炭塔塔底進料切換閥。四通旋塞閥包括與一個進口法蘭和三個出口法蘭整體鑄造而成的閥體、與閥體進口相連并提供與進口管道連接功能的法蘭短節、設置在閥體內的帶L形通孔的旋塞、旋塞與法蘭短節間的彈簧、操作旋塞轉動的閥桿、設置在閥體與閥桿之間的填料和壓緊填料的填料壓蓋、操作閥桿下移并推動旋塞脫離閥體內錐面的螺紋壓套、操作閥桿并帶動旋塞轉動的手柄、蒸汽進口接管等，在閥體內保持上下各一個圓柱腔。其原理是在正常工作狀態，閥桿被提升到最高位置，閥桿頭部背錐面與閥體形成密封，避免填料持續受介質壓力作用；同時閥桿頭部與旋塞間有一定軸向間隙，支撐在法蘭短節上的彈簧推動旋塞與閥體內錐面緊密接觸而形成初始密封，并在進口介質壓力推動下旋塞與閥體內錐面形成密封。在需要改變出口方向時，首先順時針操作螺紋壓套使閥桿推動旋塞脫離閥體內錐面，然后操作手柄帶動旋塞轉動到需要的工作位置，隨后再逆時針操作螺紋壓套將閥桿提升到最高位置，旋塞在彈簧力和介質壓力推動下與閥體內錐面在新切換位置形成密封。該閥使用中具有以下缺陷(1)一次換位需要三步操作，動作過程繁瑣；(2)仍然沒有解決好渣油結焦與積碳問題。填料處結焦使閥桿密封受到破壞，旋塞與閥體內部的結焦和積碳使旋塞和閥體密封面劃傷，并進而發生粘結、凝固，使閥門無法動作；(3)在換向過程中存在出口通道死區(技術上稱為增壓角)。當旋塞轉動至該區域時由于出口通道處于封閉狀態，進口不斷泵出的介質造成進口管線壓力持續升高而危及管道、設備的安全。
(4)繁瑣的操作過程使閥門難以采用電動、氣動等操作方式，給整個裝置的自動控制帶來障礙。
3、采用多臺一般工業用電動閘閥，按規定順序操作各臺閥門實現焦炭塔底進料切換。該方案既有普通閘閥的缺點，又有管道系統不緊湊，占用空間大的弊端；而且因需要多臺電動閘閥，投資和運行費用高。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對背景技術的缺陷而提供一種焦化四通球閥，該種球閥可防止渣油結焦和積碳，能夠保證閥門內所有運動零件之間不會發生粘接，造成卡阻甚至無法動作，以達到性能可靠，使用壽命長，加工裝配方便，操作簡單的目的。
本實用新型的解決方案在于該種焦化四通球閥包括帶有一個進口和三個出口整體鑄造的閥體、設置在閥體內的球體、連接在閥體上的上閥蓋和三個端閥蓋、穿過上閥蓋和支架向球體傳遞扭矩的閥桿、與閥桿連接的行星齒輪減速器、電動執行器，其特征是在球體上設有支耳，在支耳和上閥蓋之間設有軸承，在每一出口的端閥蓋內設有可移動的閥座組件，在上閥蓋內設有擱置填料、填料隔環、以及壓緊填料的填料壓套和填料壓板的填料函，并設有向閥體體腔、填料函和閥座組件通入蒸汽的蒸汽接管和法蘭。
上述可移動的閥座組件包括依次設置的閥座、填料墊、填料、彈簧座、以及支承在端閥蓋與彈簧座之間的彈簧，所述閥座與球體表面形成緊密接觸而密封。
上述端閥蓋上設有徑向通孔與彈簧孔相通，在彈簧座和閥座上也設置有通孔，且上述通孔均與蒸汽接管相通，以使蒸汽能夠通入填料底部。
上述彈簧座設有寬內周邊，構成端閥蓋和閥座的內襯，其與端閥蓋和閥座構成配合間隙，以形成防止焦油侵入的蒸汽阻尼。
上述閥桿頭部設置了蒸汽通孔，該蒸汽通孔與填料隔環、及與填料函連接的蒸汽接管相通。
上述軸承與球體支耳和上閥蓋之間設有配合間隙。
上述上閥蓋內止口上設有環狀氣室，并在其底部設有小孔作為吹掃口與該氣室相通，以使蒸汽從該吹掃口噴出時可清除附著在閥內零件表面的雜物。
本實用新型的優點在于在三個出口端均設有可移動的閥座組件，并設有蒸汽通路向閥座組件通入蒸汽，不但可避免閥座組件與端閥蓋之間發生粘接、凝固而不能動作的情況發生，而且能保證閥座在彈簧和通入蒸汽的推動作用下與球面形成緊密接觸而密封。由于設有向閥桿填料函通入蒸汽的接管并在閥桿頭部設計有蒸汽通孔，從填料函導入的蒸汽在填料隔環處和閥桿頭部形成兩個氣室，在軸承、上閥蓋及球體支耳之間形成蒸汽阻尼，能夠阻止渣油滲透并沉積到軸承和填料函內，從而保證閥桿長期、靈活地驅動球體轉動。同時由于上閥蓋內止口上設有環狀氣室，在底面設有蒸汽吹掃口，氣室內的蒸汽通過分布于上閥蓋底面的吹掃口噴出，可清除沉積在體腔和球面的渣油，具有較好的清除效果。本實用新型具有性能可靠、使用壽命長、操作簡單、加工裝配方便的優點，能廣泛適用于高溫渣油專用的兩通、三通、四通甚至更多通道的球閥使用。
附圖1是本實用新型主視圖；附圖2是附圖1的A-A剖視圖；附圖3是附圖2的局部I放大圖；附圖4是附圖1的局部II放大圖；附圖5是附圖1的局部III放大圖。
圖中1、閥體；2、球體；3、閥蓋；4閥體蒸汽接管；5、閥桿蒸汽接管；6、填料壓套；7、行星齒輪減速器；8、電動執行器；9、閥桿；10螺栓；11、填料壓板；12、螺栓；13、支架；14、螺栓；15、螺栓；16、端閥蓋；17、端閥蓋蒸汽接管；18、閥座；19、填料墊；20、填料；21、彈簧座；22、彈簧；23、墊片；24、墊片；25、軸承；2具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例作進一步描述以DN200，PN6.3MPa閥門為例參考附圖1、附圖2、附圖3閥體1包括一個進口和三個出口，整體鑄造而成，三個端閥蓋16與閥體1之間由耐高溫的石墨纏繞式墊片23密封，上閥蓋3和端閥蓋16分別通過螺栓14和15與閥體1實現緊密連接。球體2置于閥體1內，球體2上有一支耳，既與閥桿9連接傳遞扭矩，又通過上閥蓋3形成懸臂支撐，同時球體2還被同一平面均布的三個閥座18支撐，閥座18對球體的支撐是通過閥座組件實現的。閥座組件包括閥座18、填料墊19、帶寬內周邊的彈簧座21、設在填料墊和彈簧座之間的填料20、支撐在端閥蓋16和彈簧座之間的彈簧22。彈簧座21的寬內周邊分別與端閥蓋16和閥座18構成配合間隙，并在端閥蓋16上設有徑向通孔，一方面與蒸汽接管17相通，另一方面與彈簧孔及設在彈簧座21和閥座18圓周上的通孔相通，通入的蒸汽在閥座組件內形成三個氣室一是彈簧座21寬擴的內周邊與端閥蓋16配合形成的氣室A；二是彈簧座21寬擴的內周邊與閥座18配合形成的氣室B；三是分布與閥座圓周的通氣孔導入填料底部形成的氣室C，通入的蒸汽壓力比輸送介質壓力高0.2～0.5Mpa，閥座18在彈簧22和通入的蒸汽的推動作用下與球面形成緊密接觸而密封，且通入的更高壓力的蒸汽在相關零件的配合間隙中形成氣阻，以阻止渣油向閥座組件中滲透和沉積，避免閥座18的浮動功能喪失。
參考附圖4閥桿9穿過上閥蓋3和支架13與行星齒輪減速器7鍵連接，上閥蓋3與球體2支耳間設置軸承25和墊片24，與閥桿9頭部凸階之間設置止推軸承26。在上閥蓋3上設有填料函，用于裝入填料27和填料隔環28，并通過填料壓套6和填料壓板11壓緊，實現閥桿9密封。填料函設有蒸汽入口，蒸汽接管5與該蒸汽入口及填料隔環27相通，同時與設在閥桿9頭部的小孔相通，蒸汽通入后，在填料隔環28內形成氣室D，在上閥蓋3與球體2支耳間形成氣室E，并在軸承25與球體支耳和上閥蓋的配合間隙Z中形成蒸汽阻尼，阻止油渣侵入軸承和填料函內，使該部分不會因結焦和積碳造成零件表面劃傷，零件間粘結、凝固在一起，從而保證操作時電動執行器8驅動行星齒輪減速器7帶動閥桿9和球體2方便地轉動，實現切換。
參考附圖5在上閥蓋3底部設有8個小孔作為吹掃口G，上述吹掃口向閥體1傾斜，閥體1連接蒸汽接管4，通入的蒸汽在上閥蓋3與閥體1間形成氣室F，氣室F內的蒸汽通過吹掃口G清潔體腔和附著在閥內零件表面的渣油，清除效果明顯。
權利要求1.一種高溫渣油專用的焦化四通球閥，包括帶有一個進口和三個出口整體鑄造的閥體、設置在閥體內的球體、連接在閥體上的上閥蓋和三個端閥蓋、穿過上閥蓋和支架向球體傳遞扭矩的閥桿、與閥桿連接的行星齒輪減速器、電動執行器，其特征是在球體上設有支耳，在支耳和上閥蓋之間設有軸承，在每一出口的端閥蓋內設有可移動的閥座組件，在上閥蓋內設有擱置填料、填料隔環、以及壓緊填料的填料壓套和填料壓板的填料函，并設有向閥體體腔、填料函和閥座組件通入蒸汽的蒸汽接管和法蘭。
2.根據權利要求1所述的焦化四通球閥，其特征在于所述的可移動的閥座組件包括依次設置的閥座、填料墊、填料、彈簧座、以及支承在端閥蓋與彈簧座之間的彈簧，所述閥座與球體表面形成緊密接觸而密封。
3.根據權利要求1或2所述的焦化四通球閥，其特征在于所述的端閥蓋上設有徑向通孔與彈簧孔相通，在彈簧座和閥座上也設置有通孔，且上述通孔均與蒸汽接管相通。
4.根據權利要求1或2所述的焦化四通球閥，其特征在于所述的彈簧座設有寬內周邊，構成端閥蓋和閥座的內襯，其與端閥蓋和閥座構成配合間隙。
5.根據權利要求1所述的焦化四通球閥，其特征在于所述的閥桿頭部設置了蒸汽通孔，該蒸汽通孔與填料隔環、及與閥桿填料函連接的蒸汽接管相通。
6.根據權利要求1所述的焦化四通球閥，其特征在于所述的軸承與球體支耳和上閥蓋之間設有配合間隙。
7.根據權利要求1所述的焦化四通球閥，其特征在于所述的上閥蓋內止口上設有環狀氣室，并在其底部設有小孔作為吹掃口與該氣室相通。
專利摘要本實用新型提供了一種焦化四通球閥，包括閥體、球體、上閥蓋、三個端閥蓋、閥桿、減速器、電動執行器，其特征是在球體支耳和上閥蓋間設有軸承，在每一出口的端閥蓋內設有可移動的閥座組件，在上閥蓋內設有填料函，并設有向閥體體腔、填料函和閥座組件通入蒸汽的蒸汽接管和法蘭。其優點在于可移動的閥座組件在彈簧和蒸汽的推力下可與球面形成緊密密封，且向各部分通入的蒸汽能夠阻止渣油滲透和沉積，避免零件之間發生粘接和凝固，本實用新型性能可靠，使用壽命長，操作簡單，加工裝配方便。
文檔編號F16K11/087GK2607493SQ0323303
公開日2004年3月24日 申請日期2003年1月27日 優先權日2003年1月27日
發明者徐原昭 申請人:自貢市地佩爾閥門有限公司