延迟焦化渣油隔断球阀.pdf

本发明涉及一种延迟焦化渣油隔断球阀，它包括右阀体、填料函、平面轴承、左阀体、整体式阀球、第一阀座、第一波纹管弹簧、第二阀座、第二波纹管弹簧与填料，右阀体具有右阀腔，左阀体具有左阀腔，在右阀体内固定有填料函，在填料函内设有填料，在填料下方设有平面轴承，在右阀体上固定有左阀体，在右阀体的右阀腔内设有第一阀座与第一波纹管弹簧，在左阀体的左阀腔内设有第二阀座与第二波纹管弹簧，在左阀腔和右阀腔内设有整体式阀球。本发明的阀腔上下、两侧阀座对称位置、填料函处共设置7个蒸汽吹扫口，最大限度消除吹扫死区，阻止了易结焦介质在阀门开关过程中滞留在阀腔内或进入波纹管弹簧空腔，并阻止了介质进入填料函降低填料密封效果导致外漏。

权利要求书
1.  一种延迟焦化渣油隔断球阀，它包括右阀体（1）、填料函（2）、平面轴承（4）、左阀体（5）、整体式阀球（6）、第一阀座（7.1）、第一波纹管弹簧（8.1）、第二阀座（7.2）、第二波纹管弹簧（8.2）与填料（11），右阀体（1）具有右阀腔，左阀体（5）具有左阀腔，其特征是：在右阀体（1）内固定有填料函（2），在填料函（2）内设有填料（11），在填料（11）下方设有平面轴承（4），在右阀体（1）上固定有左阀体（5），在右阀体（1）的右阀腔内设有第一阀座（7.1）与第一波纹管弹簧（8.1），在左阀体（5）的左阀腔内设有第二阀座（7.2）与第二波纹管弹簧（8.2），在左阀腔和右阀腔内设有整体式阀球（6），整体式阀球（6）与第一阀座（7.1）配合，整体式阀球（6）与第二阀座（7.2）配合。

2.  如权利要求1所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：在对应右阀腔上部位置右阀体（1）上设有上阀腔吹扫口（1a），在对应右阀腔内侧位置及外侧位置的右阀体（1）上设有右阀座吹扫口（1b），在对应填料函（2）位置的右阀体（1）上设有填料函吹扫口（1c）。

3.  如权利要求2所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：所述右阀座吹扫口（1b）内部分为两道气孔，该两道气孔对应吹扫第一波纹管弹簧（8.1）的空腔和第一阀座（7.1）的空腔。

4.  如权利要求1所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：在对应左阀腔下部位置的左阀体（5）上设有下阀腔吹扫口（5a），在对应左阀腔内侧位置及外侧位置的左阀体（5）上设有左阀座吹扫口（5b）。

5.  如权利要求4所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：所述左阀座吹扫口（5b）内部分为两道气孔，该两道气孔对应吹扫第二波纹管弹簧（8.2）的空腔和第二阀座（7.2）的空腔。

6.  如权利要求1所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：所述整体式阀球（6）包括阀球（6a）、阀杆（6b）和限位台阶（6c）；在所述阀球（6a）的顶端部一体连接有限位台阶（6c），在限位台阶（6c）上一体连接有阀杆（6b），且所述平面轴承（4）位于限位台阶（6c）和填料（11）之间。

7.  如权利要求1所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：所述第一阀座（7.1）的背面采用第一波纹管弹簧（8.1）作为密封元件和弹性补偿元件；所述第二阀座（7.2）的背面采用第二波纹管弹簧（8.2）作为密封元件和弹性补偿元件。

8.  如权利要求1所述的延迟焦化渣油隔断球阀，其特征是：所述左阀体（5）与右阀体（1）配合处采用热膨胀系数与阀体材质完全一致的金属环垫作为密封元件。

说明书延迟焦化渣油隔断球阀
技术领域
本发明涉及一种球阀，本发明尤其是涉及一种延迟焦化渣油隔断球阀。
背景技术
石油资源对社会经济的发展起着至关重要的作用，而作为一种不可再生资源，石油正面临着越来越迫切的供应危机，更新技术和工艺、提高对石油资源的利用效率目前是应对这一问题的主要方案之一。在整个石油化工产业链中处于龙头地位的原油炼化对提高石油资源的利用效率显得尤为关键，然而，更先进的精细炼化技术提高了产量和环保标准，但也对装置的耐高温、高压能力和使用寿命提出了苛刻要求。
在现代炼油装置中，一炉两塔延迟焦化工艺被普遍采用。塔底渣油进料管线中所安装的渣油隔断球阀作为整套装置的“咽喉”，直接影响着生产效率以及装置能否安全运行，同时其所处的工况条件也非常恶劣：
1、易结焦。流经管道的介质为焦化加热炉出口的渣油、油气混合物，含有大量焦粉固体颗粒，非常容易结焦在阀门内腔及阀球表面，导致阀门动作困难，结焦后的整块固体甚至将阀腔完全堵死，使阀门彻底无法动作；
2、温度高。管道中的渣油正常温度为500℃，最高可达510℃，对阀门的耐高温性能提出巨大考验；
3、温差大。阀前为上述渣油、油气混合物，阀后为40~50℃的冷凝水，前后温差高达450℃，且阀门每次开关动作时阀内件均需在瞬间承受如此高的交变温差；
4、动作频繁。渣油隔断球阀每天需进行1~2次开关动作，这对阀门的动作可靠性提出了较高要求；
5、易燃易爆。渣油、油气混合物属于易燃易爆介质，如果发生外漏将造成难以估量的安全风险。
综合上述工况，延迟焦化装置对阀门的防结焦能力、耐高温（差）性能、动作可靠性、密封性能、使用寿命均提出了非常苛刻的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种防结焦、耐高温、动作可靠、密封性能优越、长寿命的延迟焦化渣油隔断球阀。
按照本发明提供的技术方案，所述延迟焦化渣油隔断球阀，它包括右阀体、填料函、平面轴承、左阀体、整体式阀球、第一阀座、第一波纹管弹簧、第二阀座、第二波纹管弹簧与填料，右阀体具有右阀腔，左阀体具有左阀腔，在右阀体内固定有填料函，在填料函内设有填料，在填料下方设有平面轴承，在右阀体上固定有左阀体，在右阀体的右阀腔内设有第一阀座与第一波纹管弹簧，在左阀体的左阀腔内设有第二阀座与第二波纹管弹簧，在左阀腔和右阀腔内设有整体式阀球，整体式阀球与第一阀座配合，整体式阀球与第二阀座配合。
在对应右阀腔上部位置的右阀体上设有上阀腔吹扫口，在对应右阀腔内侧位置及外侧位置的右阀体上设有右阀座吹扫口，在对应填料函位置的右阀体上设有填料函吹扫口。
所述右阀座吹扫口内部分为两道气孔，该两道气孔对应吹扫第一波纹管弹簧的空腔和第一阀座的空腔。
在对应左阀腔下部位置的左阀体上设有下阀腔吹扫口，在对应左阀腔内侧位置及外侧位置的左阀体上设有左阀座吹扫口。
所述左阀座吹扫口内部分为两道气孔，该两道气孔对应吹扫第二波纹管弹簧的空腔和第二阀座的空腔。
所述整体式阀球包括阀球、阀杆和限位台阶；在所述阀球的顶端部一体连接有限位台阶，在限位台阶上一体连接有阀杆，且所述平面轴承位于限位台阶和填料之间。
所述第一阀座的背面采用第一波纹管弹簧作为密封元件和弹性补偿元件；所述第二阀座的背面采用第二波纹管弹簧作为密封元件和弹性补偿元件。
所述左阀体与右阀体配合处采用热膨胀系数与阀体材质完全一致的金属环垫作为密封元件。
本发明具有以下优点：
1、阀腔上下、两侧阀座对称位置、填料函处共设置7个蒸汽吹扫口，最大限度消除吹扫死区，利用压力为0.9~1MPa、温度为230~250℃的蒸汽阻止易结焦介质在阀门开关过程中滞留在阀腔内或进入波纹管弹簧空腔，并阻止介质进入填料函降低填料密封效果导致外漏；
2、阀球与阀杆采用整体结构，刚性较好，阀球不会在介质压力下偏离轴心，避免了分体式阀球、阀杆结构在高压工况下偏移量大、易卡死的问题；
3、整体式阀球从阀腔由内向外安装，本质上具有防飞出设计，且在整体式阀球的限位台阶与填料函之间设有两片平面轴承，避免了阀门带压动作时整体式阀球与填料函底平面卡死的风险。
4、两侧阀座背面采用耐高温高弹性合金Inconel X-750压制成型的波纹管弹簧作为密封元件及弹性补偿元件，平衡因高温及温度剧烈变化而产生的阀球及阀座变形，并降低普通弹簧因结焦堵塞而失效的风险，保证阀门在苛刻工况下的密封性能和动作可靠性；
5、阀座密封面加工并精确研磨至与球面完全贴合，满足密封性能的同时起到独特的刮刀效果，在阀门动作过程中将结焦在阀球表面的介质刮除；
6、流道和阀体内腔等所有与介质接触的部位均在精加工后抛光处理，表面粗糙度大于Ra0.8，降低介质粘结所需的附着力；
7、左阀体与右阀体配合处采用热膨胀系数与阀体材质完全一致的金属环垫作为密封元件，并用高强度螺杆、螺母压紧，避免因温度变化导致阀体之间密封松动，进而产生危险介质外漏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A—A剖视图。
图3是图2的B—B剖视图。
图4是图3中C部分的放大图。
图5是本发明中第一波纹管弹簧与第二波纹管弹簧的主视图。
图6是本发明中第一波纹管弹簧与第二波纹管弹簧的立体图。
图7是本发明中整体式阀球的主视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
该延迟焦化渣油隔断球阀，它包括右阀体1、填料函2、平面轴承4、左阀体5、整体式阀球6、第一阀座7.1、第一波纹管弹簧8.1、第二阀座7.2、第二波纹管弹簧8.2与填料11，右阀体1具有右阀腔，左阀体5具有左阀腔，在右阀体1内固定有填料函2，在填料函2内设有填料11，在填料11下方设有平面轴承4，在右阀体1上固定有左阀体5，在右阀体1的右阀腔内设有第一阀座7.1与第一波纹管弹簧8.1，在左阀体5的左阀腔内设有第二阀座7.2与第二波纹管弹簧8.2，在左阀腔和右阀腔内设有整体式阀球6，整体式阀球6与第一阀座7.1配合，整体式阀球6与第二阀座7.2配合。
在对应右阀腔上部位置及下部位置的右阀体1上设有上阀腔吹扫口1a，在对应右阀腔内侧位置及外侧位置的右阀体1上设有右阀座吹扫口1b，在对应填料函2位置的右阀体1上设有填料函吹扫口1c。
所述右阀座吹扫口1b内部分为两道气孔，该两道气孔对应吹扫第一波纹管弹簧的空腔和第一阀座的空腔。
在对应左阀腔上部位置及下部位置的左阀体5上设有下阀腔吹扫口5a，在对应左阀腔内侧位置及外侧位置的左阀体5上设有左阀座吹扫口5b。
所述左阀座吹扫口5b内部分为两道气孔，该两道气孔对应吹扫第二波纹管弹簧8.2的空腔和第二阀座7.2的空腔。
所述整体式阀球6包括阀球6a、阀杆6b和限位台阶6c；在所述阀球6a的顶端部一体连接有限位台阶6c，在限位台阶6c上一体连接有阀杆6b，且所述平面轴承4位于限位台阶6c和填料11之间。
所述第一阀座7.1的背面采用第一波纹管弹簧8.1作为密封元件和弹性补偿元件；所述第二阀座7.2的背面采用第二波纹管弹簧8.2作为密封元件和弹性补偿元件。
所述左阀体5与右阀体1配合处采用热膨胀系数与阀体材质完全一致的金属环垫作为密封元件。
本发明中，整体式阀球6左右两侧的阀座密封结构完全相同，第一阀座7.1与第一波纹管弹簧8.1一起安装在右阀体1内，第一波纹管弹簧8.1安装在第一阀座7.1的背面，第二波纹管弹簧8.2和第二阀座7.2一起安装在左阀体5内，第二波纹管弹簧8.2安装在第二阀座7.2的背面，整体式阀球6从阀腔由内向外安装在右阀体1内，两片平面轴承4从顶部安装在整体式阀球6的限位台阶6c上，填料函2从顶部安装在右阀体1内，填料11从顶部安装在填料函2内并与阀杆6b相配合，金属环垫3安装在左阀体5与右阀体1配合处的凹槽内，高强度螺杆9和高强度螺母10将左阀体5压紧在右阀体1上。
本发明的工作原理如下：
本发明由于设置了上阀腔吹扫口1a、右阀座吹扫口1b、填料函吹扫口1c、下阀腔吹扫口5a与左阀座吹扫口5b共7个蒸汽吹扫口，最大限度消除吹扫死区，利用压力为0.9~1MPa、温度为230~250℃的蒸汽阻止易结焦介质在阀门开关过程中滞留在阀腔内或进入第一波纹管弹簧8.1和第二波纹管弹簧8.2的空腔，并阻止介质进入填料函2降低填料11密封效果导致外漏；阀球6a与阀杆6b采用整体结构，刚性较好，整体式阀球6不会在介质压力下偏离轴心，避免了分体式阀球、阀杆结构在高压工况下偏移量大、易卡死的问题；整体式阀球6从阀腔由内向外安装，本质上具有防飞出设计，且在整体式阀球6的限位台阶6c与填料函2之间设有两片平面轴承4，避免了阀门带压动作时整体式阀球6与填料函2底平面卡死的风险；第一阀座7.1和第二阀座7.2的背面采用耐高温高弹性合金Inconel X-750压制成型的第一波纹管弹簧8.1和第二波纹管弹簧8.2作为密封元件及弹性补偿元件，平衡因高温及温度剧烈变化而产生的6a阀球及阀座7变形，并降低普通弹簧因结焦堵塞而失效的风险，保证阀门在苛刻工况下的密封性能和动作可靠性；阀座7密封面加工并精确研磨至与阀球6a完全贴合，满足密封性能的同时起到独特的刮刀效果，在阀门动作过程中将结焦在阀球6a表面的介质刮除；流道和阀体内腔等所有与介质接触的部位均在精加工后抛光处理，表面粗糙度大于Ra0.8，降低介质粘结所需的附着力；左阀体5与右阀体2配合处采用热膨胀系数与阀体材质完全一致的金属环垫3作为密封元件，并用高强度螺杆9、高强度螺母10压紧，避免因温度变化导致阀体之间密封松动，进而产生危险介质外漏。