專利名稱：高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)角閥，尤其是一種高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥。
背景技術(shù)：
加氫反應(yīng)器是PTA裝置精制單元的主要部分，反應(yīng)器內(nèi)TA漿料和氫氣在315°C的溫度、8. 5MPa的壓力下進行化學(xué)反應(yīng)，使中間產(chǎn)物4-CBA進一步生成PT酸，反應(yīng)后的高溫、 高壓工藝漿料經(jīng)過調(diào)節(jié)角閥進入下一工藝流程。
我們知道，當(dāng)壓力為Pl的液體介質(zhì)經(jīng)過流經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流孔時，流速增加，而靜壓力下降，當(dāng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流孔后的壓力P2等于或者小于該液體介質(zhì)所在工況下的飽和蒸汽壓 Pv時，部分液體介質(zhì)就會汽化成氣體，形成氣液兩相共存的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為閃蒸。產(chǎn)生閃蒸時，液體介質(zhì)會對調(diào)節(jié)閥的閥芯、閥座等閥內(nèi)件產(chǎn)生沖蝕，并影響閥門的流通能力。如果產(chǎn)生閃蒸后，P2不是保持在飽和蒸汽壓Pv以下，而是在調(diào)節(jié)閥節(jié)流孔之后又驟然上升， 此時閃蒸產(chǎn)生的氣泡會破裂并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，這個過程就是空化作用。產(chǎn)生空化作用時，由于調(diào)節(jié)閥節(jié)流孔后壓力上升，閃蒸時產(chǎn)生的氣泡會相繼爆裂，爆裂產(chǎn)生的所有能量集中在破裂點上，形成極大的沖擊力，此爆裂如果發(fā)生在調(diào)節(jié)閥節(jié)流孔后的固體表面附近，沖擊力會慢慢撕裂材料表面。
PTA裝置加氫反應(yīng)器出料調(diào)節(jié)角閥閥后壓力P2小于該工況下介質(zhì)的飽和蒸汽壓 Pv，所以該工況下介質(zhì)不會產(chǎn)生空化作用，只會發(fā)生閃蒸。并且因為調(diào)節(jié)角閥閥后壓力P2 是閥門的下游壓力，是下游過程和管道的一個函數(shù)，飽和蒸汽壓Pv是流體和工作溫度的一個函數(shù)，所以閃蒸是不可避免的，必須通過選擇合適的幾何形狀和材料來避免或盡量減小破壞。
氫氣不是腐蝕性介質(zhì)，在常溫常壓下不會對鋼產(chǎn)生明顯的腐蝕。但在高溫高壓工況下，它有很強的滲透能力。因為氫分子很小，高溫高壓的氫進入金屬的晶格里面，產(chǎn)生很高的壓力，嚴重時會導(dǎo)致金屬表面鼓包或皺折，使金屬表面鼓泡(稱為“氫脆”)，造成材料塑性和強度降低，并因此而導(dǎo)致的開裂或延遲性的脆性破壞。溫度越高、氫分壓越突出，氫脆層就越深，發(fā)生氫脆破裂的時間也越短。金屬材料的含碳量越高，在相同的溫度和壓力條件下，氫脆的傾向越嚴重。在加氫反應(yīng)器中，由于有氫氣參加反應(yīng)，部分氫氣隨反應(yīng)后的高溫、高壓工藝漿料經(jīng)過調(diào)節(jié)角閥進入下一工藝流程，在此過程中，氫氣對閥體及閥內(nèi)件材料有一定的“腐蝕”作用(氫脆現(xiàn)象)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可以確保加氫反應(yīng)器長期穩(wěn)定運行、延長裝置檢修周期、提高工作效率的高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，包括閥體、閥座、 閥桿與閥芯，在閥體上固定有閥座，在閥體內(nèi)滑動密封插接有閥桿，在閥桿的底端部一體連接有所述的閥芯，在閥體與閥座之間安裝有輔助導(dǎo)向座，在所述輔助導(dǎo)向座上安裝有防沖刷套管，防沖刷套管的一端嵌入輔助導(dǎo)向座內(nèi)，防沖刷套管的另一端嵌入閥體內(nèi)，所述的閥桿滑動插接在防沖刷套管內(nèi)。
在閥體外部設(shè)有兩個沖洗口，其中一個沖洗口設(shè)置在進口正對面的閥體外部，與閥體進口中軸線成90° ;另一個沖洗口設(shè)置在閥體頸部，垂直于閥桿的中軸線，且該沖洗口與閥體進口中軸線在閥體的底法蘭面上的投影線成90°。
所述閥體進口中軸線與出口中軸線成135°，在所述閥體內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板分別設(shè)置在閥體進口正對面的內(nèi)壁左右兩側(cè)，成90°夾角對稱分布。
在所述閥芯上一體連接有導(dǎo)向葉片，導(dǎo)向葉片的外側(cè)壁與閥座的內(nèi)圓側(cè)壁配合。
在閥體上固定有支架，在支架上螺接有限位調(diào)整件，在限位調(diào)整件內(nèi)固定有防護套，所述的閥桿滑動插接在防護套內(nèi)。
在閥體上開設(shè)有注油接口。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、閥體采用135°進出口結(jié)構(gòu)，閥體內(nèi)部流道更趨于流線型，基本消除閥體流道死區(qū)， 確保介質(zhì)流動通暢，防止介質(zhì)在內(nèi)壁堆積，影響閥門流通能力；2、閥體內(nèi)腔導(dǎo)流板設(shè)計，減少了高速介質(zhì)在閥體內(nèi)部產(chǎn)生的漩渦流，盡可能避免了閃蒸，并且由于導(dǎo)流板的分流作用，降低了高速介質(zhì)對閥內(nèi)件的沖刷；3、閥體的沖洗結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中閥體進口正對面閥體外部的沖洗口，可以通過它利用高壓水循環(huán)系統(tǒng)定期對閥體內(nèi)腔進行沖洗，確保閥體內(nèi)腔及閥座內(nèi)腔不被介質(zhì)堵塞；而閥體頸部的沖洗口，可對閥桿與防沖刷套管的間隙進行沖洗，可確保閥桿不被顆粒介質(zhì)卡堵；4、在雙層填料組中間設(shè)計填料隔套，并在閥體上設(shè)計注油孔，可以在一定間隔周期內(nèi)通過注油器加注符合IEC標(biāo)準潤滑油脂，對閥桿及填料進行潤滑，延長了填料的使用壽命， 降低了對執(zhí)行機構(gòu)的輸出推力要求，增加了閥門的調(diào)節(jié)精度；5、輔助導(dǎo)向座和防沖刷套管的組合設(shè)計，增加了閥桿的穩(wěn)定性，保護了閥桿，避免高速介質(zhì)對閥桿的直接沖刷，延長了閥桿的使用壽命；6、閥座與輔助導(dǎo)向座卡槽安裝設(shè)計，不僅對輔助導(dǎo)向座有定位作用，還有防轉(zhuǎn)作用，保證輔助導(dǎo)向座穩(wěn)定可靠；7、支架橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計，為調(diào)節(jié)角閥的開度限位調(diào)節(jié)提供可靠的支撐，通過此結(jié)構(gòu)，限位調(diào)整件可以有效且安全的在閥體外部對閥門開度進行限位調(diào)節(jié)，滿足閥門的控制要求；8、閥芯組件整體式設(shè)計，閥芯上的導(dǎo)向葉片與閥芯、閥桿整體加工而成，避免使用焊接技術(shù)，有效提高了閥桿的抗拉強度，避免了焊縫處出現(xiàn)裂縫，也避免了焊接導(dǎo)致的局部耐腐蝕性能降低。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖I的A— A局部剖視圖。
圖3是圖I的B— B局部剖視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖所示,該高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥,包括閥體I、閥座2、閥桿3與閥芯4,在閥體I上固定有閥座2，在閥體I內(nèi)滑動密封插接有閥桿3，在閥桿3的底端部一體連接有所述的閥芯4，在閥體I與閥座2之間安裝有輔助導(dǎo)向座5，在所述輔助導(dǎo)向座5上安裝有防沖刷套管6,防沖刷套管6的一端嵌入輔助導(dǎo)向座5內(nèi)，防沖刷套管6的另一端嵌入閥體 I內(nèi)，所述的閥桿3滑動插接在防沖刷套管6內(nèi)。
在閥體外部設(shè)有兩個沖洗口 7，其中一個沖洗口 7設(shè)置在進口正對面的閥體I外部，與閥體I進口中軸線成90° ;另一個沖洗口 7設(shè)置在閥體I頸部，垂直于閥桿3的中軸線，且該沖洗口 7與閥體I進口中軸線在閥體的底法蘭面上的投影線成90°。
所述閥體I進口中軸線與出口中軸線成135°，在所述閥體I內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流板8， 所述導(dǎo)流板8分別設(shè)置在閥體I進口正對面的內(nèi)壁左右兩側(cè)，成90°夾角對稱分布。
在所述閥芯4上一體連接有導(dǎo)向葉片9，導(dǎo)向葉片9的外側(cè)壁與閥座2的內(nèi)圓側(cè)壁配合。
在閥體I上固定有支架10，在支架10上螺接有限位調(diào)整件11，在限位調(diào)整件11 內(nèi)固定有防護套12，所述的閥桿3滑動插接在防護套12內(nèi)；所述限位調(diào)整件11可以沿著支架10的高度方向上進行上下調(diào)整。所述限位調(diào)整件11內(nèi)安裝防護套12，并用彈性擋圈固定，所述防護套12采用聚四氟乙烯材質(zhì)，并與閥桿3保持間隙，避免閥桿3與限位調(diào)整件 11接觸，保證閥桿3表面的粗糙度，閥桿3上端采用限位螺母、薄螺母雙螺母固定，所述限位螺母特制，保證限位的有效性。
在閥體I上開設(shè)有注油接口 13 ;設(shè)置注油接口 13，使得油脂可通過注油接口 13注入到位于閥體I內(nèi)的兩組填料組之間。
閥體I采用A494 CW2M，充分利用了 Ni-Cr-Mo-W合金在氧化還原性介質(zhì)中的耐腐蝕性能，及優(yōu)良的機械加工、焊接性能，保證了閥體I在高溫高壓及腐蝕性介質(zhì)情況下的長期正常使用；閥內(nèi)件采用B348 Gr. 5，充分利用B348 Gr. 5在“氫脆”現(xiàn)象下的良好使用性能，并通過滲氮處理，滲氮層厚度為O. 15 O. 2mm,滲氮層硬度為HV800 1000，提高了閥芯4、閥桿3、導(dǎo)向葉片9、閥座2、輔助導(dǎo)向座5、防沖刷套管6等主要閥內(nèi)件的表面硬度、耐磨性，增強抗沖刷能力。
在輔助導(dǎo)向座5內(nèi)安裝有上下兩個密封墊片,在兩個密封墊片之間安裝填料組; 所述防沖刷套管6的底端部與位于上方的密封墊片相抵。
本發(fā)明的工作原理如下加氫反應(yīng)器產(chǎn)生的高溫、高壓工藝漿料介質(zhì)從調(diào)節(jié)角閥入口進入角閥閥體I內(nèi)腔，通過閥芯組件與閥座2的相對移動對介質(zhì)流量的控制，達到滿足工藝的流量，最終進入下一工藝流程。
本發(fā)明采用角閥閥體I的135°進出口及內(nèi)部導(dǎo)流板8結(jié)構(gòu)，消除閥體流道的死區(qū)，減少高速介質(zhì)在角閥閥體內(nèi)部產(chǎn)生的漩渦流，沖刷閥內(nèi)件。
本發(fā)明采用多維流道沖洗結(jié)構(gòu)，利用角閥閥體I外部的沖洗口 7，對角閥閥體內(nèi)腔進行沖洗，防止介質(zhì)在內(nèi)壁堆積，影響閥門流通能力，利用角閥閥體2頸部的沖洗口 7，對閥桿3與防沖刷套管6的間隙進行沖洗，可確保閥桿3不被顆粒介質(zhì)卡堵。
本發(fā)明閥座2與輔助導(dǎo)向座5采用卡槽安裝設(shè)計，不僅對輔助導(dǎo)向座5有定位作用,還有防轉(zhuǎn)作用,保證輔助導(dǎo)向座5穩(wěn)定可靠。
本發(fā)明輔助導(dǎo)向座5及防沖刷套管6的結(jié)構(gòu)設(shè)計，增加了閥桿3的穩(wěn)定性，保護了閥桿3，避免高速介質(zhì)對閥桿3的直接沖刷。
本發(fā)明的閥體I內(nèi)采用雙層填料組設(shè)計，在填料組中間增加填料隔套，并在角閥閥體I上設(shè)計注油接口 13，通過注油接口 13加注潤滑油脂，對閥桿3及填料組進行潤滑，延長了填料組的使用壽命，降低了對執(zhí)行機構(gòu)的輸出推力要求，增加了閥門的調(diào)節(jié)精度。
本發(fā)明支架10的橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了在角閥閥體I外部對閥門開度限位調(diào)節(jié)的要求，滿足閥門的控制要求。
本發(fā)明閥芯組件整體式設(shè)計，導(dǎo)向葉片9與閥芯4、閥桿3整體加工而成，不使用焊接技術(shù)，有效提高了閥芯組件的抗拉強度，避免了焊縫處出現(xiàn)裂縫，也避免了焊接導(dǎo)致的局部耐腐蝕性能降低。
本發(fā)明角閥閥體I采用A494 CW2M，充分利用了 Ni-Cr-Mo-W合金在氧化還原性介質(zhì)中的耐腐蝕性能，及優(yōu)良的機械加工、焊接性能，保證了角閥閥體I在高溫高壓及腐蝕性介質(zhì)情況下的長期正常使用。
本發(fā)明閥內(nèi)件采用B348 Gr. 5，充分利用B348 Gr. 5在“氫脆”現(xiàn)象下的良好使用性能，并通過滲氮處理，提高閥芯組件、閥座2、輔助導(dǎo)向座5、防沖刷套管6等主要閥內(nèi)件的表面硬度、耐磨性，增強抗沖刷能力。
權(quán)利要求
1.一種高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，包括閥體(I)、閥座(2)、閥桿(3)與閥芯(4)，在閥體(I)上固定有閥座(2)，在閥體(I)內(nèi)滑動密封插接有閥桿(3)，在閥桿(3)的底端部一體連接有所述的閥芯(4)，其特征是在閥體(I)與閥座(2)之間安裝有輔助導(dǎo)向座(5)，在所述輔助導(dǎo)向座(5)上安裝有防沖刷套管(6)，防沖刷套管(6)的一端嵌入輔助導(dǎo)向座(5)內(nèi)，防沖刷套管(6)的另一端嵌入閥體(I)內(nèi)，所述的閥桿(3)滑動插接在防沖刷套管(6)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，其特征是在閥體外部設(shè)有兩個沖洗口(7)，其中一個沖洗口(7)設(shè)置在進口正對面的閥體(I)外部，與閥體(I)進口中軸線成90° ;另一個沖洗口(7)設(shè)置在閥體(I)頸部，垂直于閥桿(3)的中軸線，且該沖洗口(7)與閥體(I)進口中軸線在閥體的底法蘭面上的投影線成90°。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，其特征是所述閥體(I)進口中軸線與出口中軸線成135°，在所述閥體(I)內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)分別設(shè)置在閥體(I)進口正對面的內(nèi)壁左右兩側(cè)，成90 °夾角對稱分布。
4.如權(quán)利要求I所述的高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，其特征是在所述閥芯(4)上一體連接有導(dǎo)向葉片(9)，導(dǎo)向葉片(9)的外側(cè)壁與閥座(2)的內(nèi)圓側(cè)壁配合。
5.如權(quán)利要求I所述的高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，其特征是在閥體(I)上固定有支架(10 )，在支架(10 )上固定有限位調(diào)整件(11)，在限位調(diào)整件(11)內(nèi)固定有防護套(12 )，所述的閥桿(3)滑動插接在防護套(12)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求I所述的高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，其特征是在閥體(I)上開設(shè)有注油接口(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓加氫反應(yīng)特材調(diào)節(jié)角閥，在閥體上固定有閥座，在閥體內(nèi)滑動密封插接有閥桿，在閥桿的底端部一體連接有所述的閥芯，在閥體與閥座之間安裝有輔助導(dǎo)向座，在所述輔助導(dǎo)向座上安裝有防沖刷套管，防沖刷套管的一端嵌入輔助導(dǎo)向座內(nèi)，防沖刷套管的另一端嵌入閥體內(nèi)，所述的閥桿滑動插接在防沖刷套管內(nèi)。本發(fā)明防止了介質(zhì)在內(nèi)壁堆積，降低了高速介質(zhì)對閥內(nèi)件的沖刷；可確保閥桿不被顆粒介質(zhì)卡堵；延長了閥桿的使用壽命，保證輔助導(dǎo)向座穩(wěn)定可靠。
文檔編號F16K1/00GK102927299SQ201210460730
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者王永富, 沈劍標(biāo), 張程, 陳彥 申請人:無錫智能自控工程股份有限公司