CN107191628B - 一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，包括阀外框和阀体，阀体包括支撑轴以及连接在支撑轴上段的三层密封环，三层密封环的圆周面与阀外框密封接触；三层密封环与阀外框之间形成两个环形密封区域：其中，第一环形密封区域包括，相互隔绝的第一废气腔室和第一净化后气体腔室以及设置在两者之间的吹扫腔室，且阀外框对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第一废气腔室和第一净化后气体腔室通过开孔与炉腔连通；避免了第一净化后气体腔室直接与气室连通，导致废气与净化后的气体混合排出，导致净化效率降低的问题。
Description
技术领域
本发明属于有机废气高温氧化技术领域，具体涉及一种连续旋转气体分配阀门，特别是用于旋转式蓄热氧化有机废气设备的换向阀装置。
背景技术
蓄热式热氧化炉(RTO)是一种新型的去除已挥发性有机物(VOCs)设备，近几年在VOCs处理领域迅速发展和普及，其工作原理是在高温下将VOCs燃烧氧化成CO2和水，达到净化目的，并回收废气分解时所释放出来的热量，废气分解效率达到99％以上，热回收效率达到95％以上。蓄热式热氧化炉的主体结构由燃烧室、陶瓷填料床和切换阀等组成，目前市场上以箱体结构居多，切换阀主要是关断阀，通过开关实现切换，切换过程中同时动作会导致一部分废气进入净化室，净化效率不如旋转式蓄热式热氧化炉，目前市场上也有一些旋转式蓄热氧化炉用的旋转切换阀，不存在关断动作，匀速旋转，减少冲击，密封效果更好，耐用性更好，但是，旋转切换阀由于旋转的切换转盘与静止的腔体难以密封，造成未处理的废气直接混入已处理的气体中，导致净化效率不高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种旋转式蓄热焚烧炉上用旋转切换阀，解决目前旋转阀中废气与净化气易出现混流的情况，有效提高处理废气的净化效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，包括阀外框和阀体，阀体包括支撑轴以及连接在支撑轴上段的三层密封环，三层密封环的圆周面与阀外框密封接触；三层密封环与阀外框之间形成两个环形密封区域：
其中，第一环形密封区域包括，相互隔绝的第一废气腔室和第一净化后气体腔室以及设置在两者之间的吹扫腔室，且阀外框对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第一废气腔室和第一净化后气体腔室通过开孔与炉腔连通；
第二环形密封区域设置有与第一废气腔室对应且连通的第二废气腔室，与第一净化后气体腔室对应且连通的第二净化后气体腔室，第二废气腔室与第二净化后气体腔室相互隔绝，且阀外框对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第二废气腔室通过开孔与待处理废气腔室连通，第二净化后气体腔室与待处理废气腔室隔绝；
还包括与阀外框下端连接的出风腔体，出风腔体一侧开设有用于排出净化后废气的出风口，出风腔体与第二净化后气体腔室连通，且与第二废气腔室隔绝。
阀外框结构呈圆锥形，且三层密封环的锥度与阀外框一致，支撑轴上套设有弹簧，弹簧顶端支撑在最底层密封环上，末端设置在支撑轴上。
弹簧两端各设置有一限位板，两限位板之间通过螺栓拉紧控制弹簧的形变量。
支撑轴的末端通过联轴节连接有用于提供动力的减速电机。
支撑轴下段开设有吹扫风进口，安装有包覆吹扫风进口的吹扫进风腔体，通过密封圈上压盖和密封圈下压盖将吹扫风密封压在吹扫进风腔体与支撑轴之间；吹扫进风腔体的进风管道伸出出风腔体用于接入吹扫风。
密封环的圆周面与阀外框之间设置有密封装置，密封装置包括设置在密封环圆周上的环形垫板和固定在环形垫板上与阀外框内侧面接触的环形密封圈。
阀体的转动方向为从吹扫腔室指向第一废弃腔室，且炉腔在与第一环形密封区域同高度的位置设置有若干气室，气室靠近阀体的一端设置有开口，且气室开口宽度小于吹扫腔室出风口处的开口宽度。
所述环形密封圈由聚四氟乙烯、石墨、耐磨金属或橡胶等耐温耐磨材料制成。
阀外框和阀体之间还设置有径向间隙密封结构，包括设置在阀体外壁的径向板，以及与径向板通过螺栓紧固的压板，径向板与压板之间压紧有径向密封条，径向密封条紧贴阀外框的内壁；径向间隙密封结构共两组，分布在圆截面的180°方向上，每组含3～4条密封件。
第一环形密封区域设置在第二环形密封区域之上。
第一环形密封区域设置在第二环形密封区域之下。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：通过在第一废气腔室和第一净化后气体腔室之间设置吹扫腔室，阀体的转动方向为从吹扫腔室指向第一废弃腔室，如此在阀体的转动过程中，在第一净化后气体腔室与之前第一废弃腔室使用过的炉腔气室连通之前，由吹扫腔室向气室中送入吹扫风，将气室中的废气冲入炉内，避免了第一净化后气体腔室直接与气室连通，导致废气与净化后的气体混合排出，导致净化效率降低的问题。
进一步的，本发明通过在支撑轴上套设有弹簧，弹簧的顶端支撑在最下端的密封环上，而且阀外框结构呈圆锥形，且三层密封环的锥度与阀外框一致，在密封环与阀外框之间的密封效果降低时，弹簧给密封环施加有向上的作用力，迫使密封环与阀外框纸件的贴合更紧密，从而能够有效的显提高换向阀的密封性能，降低蓄热氧化炉对VOCs的废气泄漏量，并且通过弹簧的预紧力增加了阀体的使用寿命，使旋转式蓄热氧化炉的净化效率显著提升，进一步有效控制了有机废气VOCs的污染排放。
旋转式蓄热氧化炉的一个关键技术就是旋转切换阀的密封性及稳定性；由于板焊件加工以及热变形控制的难度限制，密封性能很难保证，特别是介质压力波动过大，就会导致运行过程中废气与新风气体的混流和泄露，直接影响RTO炉的分解效率以及耐用性，RTO炉体的耐用性更强。
附图说明
下面根据附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明整体结构图；
图2为图1的A-A截面剖视图；
图3为图1的B-B截面剖视图；
图4为轴向密封局部剖视图。
图中：1-阀外框，2-上轴承套，3-阀体，4-环形垫板，5-环形密封圈，6-弹簧，7-支撑轴，8-吹扫进风腔体，9-密封圈上压盖，10-密封圈下压盖，11-下轴承套，12-支撑轴承座，13-出风腔体，14-减速机腔体，15-轴承，16-支撑轴承，17-联轴节，18-减速电机，19-出风口，20-径向板，21-径向密封条，22-压板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如附图1～图4中表示，双箭头方向为废气流经方向，单箭头方向为吹扫风流经方向，三箭头方向为净化后的气体流经方向；本发明包括阀外框1和阀体3，阀体3包括支撑轴7以及连接在支撑轴7上段的三层密封环，三层密封环的圆周面与阀外框1密封接触；三层密封环与阀外框1之间形成两个环形密封区域：
其中，第一环形密封区域包括，相互隔绝的第一废气腔室和第一净化后气体腔室以及设置在两者之间的吹扫腔室，且阀外框1对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第一废气腔室和第一净化后气体腔室通过开孔与炉腔连通；
第二环形密封区域设置有与第一废气腔室对应且连通的第二废气腔室，与第一净化后气体腔室对应且连通的第二净化后气体腔室，第二废气腔室与第二净化后气体腔室相互隔绝，且阀外框1对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第二废气腔室通过开孔与待处理废气腔室连通，第二净化后气体腔室与待处理废气腔室隔绝；
还包括与阀外框1下端连接的出风腔体13，出风腔体13一侧开设有用于排出净化后废气的出风口19，净化后的气体从出风口19进入烟囱；出风腔体13与第二净化后气体腔室连通，且与第二废气腔室隔绝；支撑轴7下段开设有吹扫风进口，安装有包覆吹扫风进口的吹扫进风腔体8，通过密封圈上压盖9和密封圈下压盖10将吹扫风密封压在吹扫进风腔体8与支撑轴7之间；吹扫进风腔体8的进风管道伸出出风腔体13用于接入吹扫风。
如图1所示，阀外框1结构呈圆锥形，且三层密封环的锥度与阀外框1一致，支撑轴7上套设有弹簧6，弹簧6顶端支撑在最底层密封环上，末端设置在支撑轴7上；弹簧6两端各设置有一限位板，两限位板之间通过螺栓拉紧控制弹簧6的形变量，支撑轴7的末端通过联轴节17连接有用于提供动力的减速电机18。
如图4所示，密封环的圆周面与阀外框1之间设置有密封装置，密封装置包括设置在密封环圆周上的环形垫板4和固定在环形垫板4上与阀外框1内侧面接触的环形密封圈5，环形密封圈5由聚四氟乙烯、石墨、耐磨金属或橡胶制成。
如图2所示，阀外框1和阀体3之间还设置有径向间隙密封结构，包括设置在阀体3外壁的径向板20，以及与径向板20通过螺栓紧固的压板22，径向板20与压板22之间压紧有径向密封条21，径向密封条21紧贴阀外框1的内壁；径向间隙密封结构共两组，分布在圆截面的180°方向上，每组含3～4条密封件。
在本发明的某一实施例中，第一环形密封区域设置在第二环形密封区域之上；在本发明的其他实施例中，第一环形密封区域设置在第二环形密封区域之下。
本发明的阀体3的转动通过减速电机18带动，实现连续匀速不间断的转动，阀体3的旋转结构为：减速电机18通过联轴节17连接支撑轴7，支撑轴7与阀体3中心轴连接为一体，阀体3的支承通过上轴承套2、下轴承套11和轴承15、支撑轴承16和支撑轴承座12实现；吹扫风通过吹扫进风腔体8进入支撑轴7和阀体3，其结构是通过密封圈上压盖9和密封圈下压盖10将吹扫风密封压在吹扫进风腔体8与支撑轴7之间，防止混流。阀外框1和阀体3之间的轴向密封通过3套环形密封圈5和环形垫板4将阀体分为上下两层，为保证密封的可靠性及耐用性，特将阀外框1及阀体3外形为设置成圆锥体，锥度一致，通过弹簧6向上的弹力将阀体3往上挤，保证环形密封圈5与阀外框1紧密接触，并且防止环形密封圈5长时间磨损出现间隙的可能性，延长密封圈5使用寿命，同时增强了密封圈5的密封效果。换向阀的径向密封设置2组，呈180度分布，见图2，此密封仅在阀体3的上层有，将上层分隔为进废气区、出净化气区和吹扫气区，密封的结构为径向板20焊接在阀体3上，通过压板22将径向密封条21压住，通过与阀外框1的内壁刮扫形成密封区达到密封目的。
Claims (8)
1.一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，包括阀外框(1)和阀体(3)，阀体(3)包括支撑轴(7)以及连接在支撑轴(7)上段的三层密封环，三层密封环的圆周面与阀外框(1)密封接触；三层密封环与阀外框(1)之间形成两个环形密封区域：
其中，第一环形密封区域包括，相互隔绝的第一废气腔室和第一净化后气体腔室以及设置在两者之间的吹扫腔室，且阀外框(1)对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第一废气腔室和第一净化后气体腔室通过开孔与炉腔连通；
第二环形密封区域设置有与第一废气腔室对应且连通的第二废气腔室，与第一净化后气体腔室对应且连通的第二净化后气体腔室，第二废气腔室与第二净化后气体腔室相互隔绝，且阀外框(1)对应该环形密封区域的圆周上设置有若干开孔，第二废气腔室通过开孔与待处理废气腔室连通，第二净化后气体腔室与待处理废气腔室隔绝；
还包括与阀外框(1)下端连接的出风腔体(13)，出风腔体(13)一侧开设有用于排出净化后废气的出风口(19)，出风腔体(13)与第二净化后气体腔室连通，且与第二废气腔室隔绝；
阀外框(1)结构呈圆锥形，且三层密封环的锥度与阀外框(1)一致，支撑轴(7)上套设有弹簧(6)，弹簧(6)顶端支撑在最底层密封环上，末端设置在支撑轴(7)上；
支撑轴(7)的末端通过联轴节(17)连接有用于提供动力的减速电机(18)。
2.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，弹簧(6)两端各设置有一限位板，两限位板之间通过螺栓拉紧控制弹簧(6)的形变量。
3.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，支撑轴(7)下段开设有吹扫风进口，安装有包覆吹扫风进口的吹扫进风腔体(8)，通过密封圈上压盖(9)和密封圈下压盖(10)将吹扫风密封压在吹扫进风腔体(8)与支撑轴(7)之间；吹扫进风腔体(8)的进风管道伸出出风腔体(13)用于接入吹扫风。
4.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，密封环的圆周面与阀外框(1)之间设置有密封装置，密封装置包括设置在密封环圆周上的环形垫板(4)和固定在环形垫板(4)上与阀外框(1)内侧面接触的环形密封圈(5)。
5.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，阀体(3)的转动方向为从吹扫腔室指向第一废气 腔室，且炉腔在与第一环形密封区域同高度的位置设置有若干气室，气室靠近阀体的一端设置有开口，且气室开口宽度小于吹扫腔室出风口处的开口宽度。
6.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，阀外框(1)和阀体(3)之间还设置有径向间隙密封结构，包括设置在阀体(3)外壁的径向板(20)，以及与径向板(20)通过螺栓紧固的压板(22)，径向板(20)与压板(22)之间压紧有径向密封条(21)，径向密封条(21)紧贴阀外框(1)的内壁；径向间隙密封结构共两组，分布在圆截面的180°方向上，每组含3～4条密封件。
7.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，第一环形密封区域设置在第二环形密封区域之上。
8.根据权利要求1所述的一种用于旋转式蓄热氧化炉的换向阀，其特征在于，第一环形密封区域设置在第二环形密封区域之下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Reversing valve used for rotary heat-accumulation oxidizing furnace Effective date of registration: 20190809 Granted publication date: 20181204 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co., Ltd. Pledgor: Xi'an Yu Chang Environmental Technology Co., Ltd. Registration number: Y2019610000006 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Date of cancellation: 20200921 Granted publication date: 20181204 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co.,Ltd. Pledgor: XI'AN YURCENT ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019610000006 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A reversing valve for rotary regenerative oxidation furnace Effective date of registration: 20200925 Granted publication date: 20181204 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co.,Ltd. Pledgor: XI'AN YURCENT ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020610000161 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211014 Granted publication date: 20181204 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co.,Ltd. Pledgor: XI'AN YURCENT ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020610000161 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Reversing valve for rotary regenerative oxidation furnace Effective date of registration: 20211015 Granted publication date: 20181204 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co.,Ltd. Pledgor: XI'AN YURCENT ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021610000263 |