CN113874471A - 排气控制阀 - Google Patents
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Abstract
一种阀，其包括：外壳；旋转构件，其定位在外壳内；和致动器，其与旋转构件接合；其中，旋转构件具有大体上圆柱形形状和至少一个空腔，该至少一个空腔在大体上垂直于大体上圆柱形形状的轴线的方向上延伸穿过大体上圆柱形形状的一部分；其中，旋转构件定位在外壳内，使得在阀的操作期间，致动器使外壳内的旋转构件围绕大体上圆柱形形状的轴线旋转，并且在旋转构件围绕轴线的约90°的旋转完成时，至少一个空腔在外壳内变得对齐，以将阀从打开状态改变至关闭状态，或者从关闭状态改变至打开状态；并且其中，旋转构件包括无机纤维和至少一种粘结剂。还设想了制造和使用该阀的方法。
Description
本发明提供了一种由耐高温材料制成的排气控制阀以及制造和使用该排气控制阀的相关联的方法和使用该排气控制阀的***，该排气控制阀可以在诸如热气体排气***的排气***中使用。
产生热排气的***的一个示例是焦炉。焦炉用于借助于热处理将矿物级煤转化为冶金级煤，冶金级煤可在制造钢或其他金属合金中使用。焦炉可以包括多个焦炉室。每个室可以具有单个上升导管，该上升导管将排气从室输送到中央导管，该中央导管将多个上升导管连结在一起，以将热排气输送到可以利用热排气的设施，诸如用于产生功率的燃气涡轮机。排气也可以被处理以将排气中期望的组分提取成有用的工业气体。
在用来处理煤的热过程期间，产生大量的气体。这些气体来自矿物级煤本身，并且也来自用来加热焦炉室的燃烧器。例如，在焦炉***的操作期间，一个室可以打开以装入或从该室排出煤，并且其他室可以关闭并加热。因此，在上升导管中需要通量控制，以便调节单个室的内部压力，并且也避免在室打开时冷空气的任何阻力。
传统上，可以使用可以包括耐火板的风门来实现这种通量控制。然而，这些***仅部分有效，因为风门经受强热应力，这可能导致风门随时间推移而失效。风门也是很重的部件，需要笨重的控制***，这增加了炉子操作的复杂性。频繁的失效将导致***停机以更换风门。
这些传统***的不足或故障可能导致温度剧增，这可能损害焦炉本身。过度加热可能会影响特定室或者甚至整个焦炉的整体寿命，因为它可能导致炉子的冷面的金属结构的过热。由于焦炉的金属部件过热，它们可能弯曲并导致热面中的耐火材料失效，这又导致甚至更高的冷面温度，从而导致金属材料的潜在灾难性失效。
所需要的是实现所需通量控制的更稳健的手段。因此，本文提供了一种排气控制阀，其有助于维持焦炉操作中的过程控制，并且还可以简化过程控制。更好的过程控制提供了对所得冶金级煤的更高程度的控制，诸如通过允许更好地控制在焦炉中的停留时间、在各个室内保持适当的压力、减少***中的热损失以及改善排气的质量。通过减少或消除焦炉的金属零件的过热，更好的通量控制还可以增加各个室或整个***的寿命。
本主题的实施例参照附图进行公开，并且仅用于说明的目的。本主题在其应用中不限于附图中所示的部件的构造或布置的细节。除非另外指明，相同的附图标记用于指示相同的部件。
图1是根据本主题的用于阀的例示性旋转构件的透视图。
图2是根据本主题的阀的例示性外壳的透视图。
图3是根据本主题的例示性阀的透视分解图。
图4是图3中以分解形式示出的阀的透视图。
图5是图4所示阀的侧视图。
图6是图4所示阀的剖视图。
图7A是可以用于形成根据本主题的阀的旋转构件的例示性零件的透视图。
图7B是图7A所示零件的俯视图。
图7C是图7A所示零件的示意性剖视图。
图8A是可以用于形成根据本主题的阀的旋转构件的例示性零件的透视图。
图8B是图8A所示零件的侧视图。
图8C是图8A所示零件的俯视图。
图8D是图8A所示零件的剖视图。
图9A是可以用于形成根据本主题的阀的旋转构件的例示性零件的透视图。
图9B是图9A所示零件的侧视图。
图9C是图9A所示零件的俯视图。
图9D是图9A所示零件的剖视图。
图10是图7至图9所示零件的透视图，这些零件被组装以形成根据本主题的阀的例示性旋转构件。
图11A至图11D是可以用于形成根据本主题的阀的外壳的零件的各种视图，如下面更详细地描述的。
图12A至图12D是可以用于形成根据本主题的阀的外壳的零件的各种视图，如下面更详细地描述的。
图13A至图13D是可以用于形成根据本主题的阀的外壳的零件的各种视图，如下面更详细地描述的。
图14A至图14C是可以用于形成根据本主题的阀的外壳的零件的各种视图，如下面更详细地描述的。
图15A至图15C是可以用于形成根据本主题的阀的外壳的零件的各种视图，如下面更详细地描述的。
图16A至图16C是可以用于形成根据本主题的阀的外壳的零件的各种视图，如下面更详细地描述的。
图17是图11至图16所示零件的透视图，这些零件被组装以形成根据本主题的阀的外壳。
图18至图25是在改装排气***的各个阶段中的根据本主题的用于焦炉的例示性排气***的一部分的透视图。
设想了本主题的以下实施例：
1. 一种阀，包括：
外壳；
旋转构件，其定位在外壳内；和
致动器，其与旋转构件接合；
其中，旋转构件具有大体上圆柱形形状和至少一个空腔，该至少一个空腔在大体上垂直于大体上圆柱形形状的轴线的方向上延伸穿过大体上圆柱形形状的一部分；
其中，旋转构件定位在外壳内，使得在阀的操作期间，致动器使外壳内的旋转构件围绕大体上圆柱形形状的轴线旋转，并且在旋转构件围绕轴线的约90°的旋转完成时，至少一个空腔在外壳内变得对齐，以将阀从打开状态改变至关闭状态，或者从关闭状态改变至打开状态；
并且其中，旋转构件包括无机纤维和至少一种粘结剂。
2. 根据实施例1所述的阀，其中，旋转构件包括多于一个的至少一个空腔。
3. 根据实施例1或实施例2所述的阀，其中，旋转构件包括中空轴向空隙，中空轴向空隙以大体上圆柱形形状的轴线为中心，并延伸穿过大体上圆柱形形状的长度的大于50%。
4. 根据实施例1至3中任一项所述的阀，其中，旋转构件还包括至少一种胶体无机氧化物。
5. 根据实施例4所述的阀，其中，胶体无机氧化物包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆、胶体二氧化钛、胶体二氧化铈或胶体氧化钇中的至少一种；任选地，其中，胶体无机氧化物包括至少一种胶凝剂；任选地，其中，至少一种胶凝剂包括：(i)至少一种无机盐或至少一种无机氧化物中的至少一种；和(ii)至少一种酸；其中，至少一种无机盐包括乙酸铵、氯化钙或氯化镁中的至少一种；其中，至少一种无机氧化物包括氧化镁；并且其中，至少一种酸包括乙酸、盐酸或磷酸中的至少一种。
6. 根据实施例1至5中任一项所述的阀，其中，无机纤维包括低生物持久性纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、沥滤的二氧化硅纤维、高氧化铝纤维、莫来石纤维、岩棉纤维、矿渣棉纤维、氧化铝/二氧化硅纤维、铝硅酸镁纤维、S-2玻璃纤维或E-玻璃纤维中的至少一种。
7. 根据实施例1至6中任一项所述的阀，其中，至少一种粘结剂包括以下至少一种：(a)至少一种无机粘结剂；或者(b)至少一种有机粘结剂。
8. 根据实施例1至7中任一项所述的阀，其中，至少一种粘结剂包括至少一种无机粘结剂。
9. 根据实施例1至8中任一项所述的阀，其中，至少一种粘结剂包括至少一种无机粘结剂和至少一种有机粘结剂。
10. 根据实施例7至9中任一项所述的阀，其中，至少一种无机粘结剂包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆或粘土中的至少一种。
11. 根据实施例7至10中任一项所述的阀，其中，有机粘结剂包括聚合物乳液、溶剂基聚合物或无溶剂聚合物中的至少一种。
12. 根据实施例11所述的阀，其中，聚合物乳液包括胶乳。
13. 根据实施例12所述的阀，其中，胶乳包括天然橡胶胶乳、苯乙烯-丁二烯胶乳、丁二烯-丙烯腈胶乳或丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯聚合物/共聚物的胶乳中的至少一种。
14. 根据实施例11所述的阀，其中，溶剂基聚合物包括丙烯酸树脂、聚氨酯、乙酸乙烯酯、纤维素或橡胶基有机聚合物中的至少一种。
15. 根据实施例11所述的阀，其中，无溶剂聚合物包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶或其他弹性体中的至少一种。
16. 根据实施例7至15中任一项所述的阀，其中，至少一种有机粘结剂包括至少一种淀粉。
17. 根据实施例16所述的阀，其中，淀粉包括马铃薯淀粉或玉米淀粉中的至少一种。
18. 根据实施例7至17中任一项所述的阀，其中，至少一种有机粘结剂包括至少一种酚醛粘结剂。
19. 根据实施例7至18中任一项所述的阀，其中，至少一种有机粘结剂包括至少一种类型的聚合物粘结剂纤维。
20. 根据实施例19所述的阀，其中，聚合物粘结剂纤维包括聚乙烯醇纤维、诸如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、乙基乙酸乙烯酯纤维或尼龙纤维中的至少一种。
21. 根据实施例1至20中任一项所述的阀，其中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。
22. 根据实施例1至21中任一项所述的阀，其中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。
23. 根据实施例4或实施例5中任一项或当从属于实施例4或5时的实施例6至22中任一项所述的阀，其中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。
24. 根据实施例1至23中任一项所述的阀，其中，旋转构件还包括至少一种填料。
25. 根据实施例24所述的阀，其中，至少一种填料包括片状氧化铝、煅烧氧化铝、水合氧化铝、至少一种其它高氧化铝材料、至少一种粘土、氧化锆、尖晶石、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、莫来石、碳化硅或氮化硅中的至少一种。
26. 根据实施例24或实施例25所述的阀，其中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。
27. 根据实施例1至26中任一项所述的阀，其中，旋转构件能够承受至少约1000℃的温度。
28. 根据实施例1至27中任一项所述的阀，其中，旋转构件具有至少约400kg/m3的密度。
29. 根据实施例1至28中任一项所述的阀，其中，旋转构件在从约700℃至约800℃的温度下具有等于或小于约0.45W/m·K的热导率。
30. 根据实施例1至29中任一项所述的阀，其中，旋转构件在约1000℃的温度下收缩不超过约5%，和/或其中，旋转构件在约1500℃的温度下收缩不超过约10%。
31. 根据实施例1至30中任一项所述的阀，其中，旋转构件具有至少约50kg/cm2的抗压强度。
32. 根据实施例1至31中任一项所述的阀，其中，旋转构件还包括施加到旋转构件的外表面的至少一部分的至少一种涂层材料。
33. 根据实施例32所述的阀，其中，涂层材料包括无机纤维和至少一种粘结剂。
34. 根据实施例32或实施例33所述的阀，其中，涂层材料包括无机纤维、至少一种粘结剂和至少一种含二氧化硅的化合物。
35. 根据实施例32至34中任一项所述的阀，其中，涂层材料包括无机纤维、至少一种有机粘结剂、至少一种无机粘结剂和至少一种含二氧化硅的化合物。
36. 根据实施例32至35中任一项所述的阀，其中，涂层材料包括低生物持久性无机纤维。
37. 根据实施例32至36中任一项所述的阀，其中，涂层材料包括胶凝剂。
38. 根据实施例32至37中任一项所述的阀，其中，涂层材料包括增稠剂。
39. 根据实施例32至38中任一项所述的阀，其中，涂层材料包括至少一种胶体无机氧化物。
40. 根据实施例1至39中任一项所述的阀，其中，外壳包括无机纤维和至少一种粘结剂。
41. 根据实施例40所述的阀，其中，外壳还包括至少一种胶体无机氧化物。
42. 根据实施例41所述的阀，其中，胶体无机氧化物包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆、胶体二氧化钛、胶体二氧化铈或胶体氧化钇中的至少一种；任选地，其中，胶体无机氧化物包括至少一种胶凝剂；任选地，其中，至少一种胶凝剂包括：(i)至少一种无机盐或至少一种无机氧化物中的至少一种；和(ii)至少一种酸；其中，至少一种无机盐包括乙酸铵、氯化钙或氯化镁中的至少一种；其中，至少一种无机氧化物包括氧化镁；并且其中，至少一种酸包括乙酸、盐酸或磷酸中的至少一种。
43. 根据实施例40至42中任一项所述的阀，其中，无机纤维包括低生物持久性纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、沥滤的二氧化硅纤维、高氧化铝纤维、莫来石纤维、岩棉纤维、矿渣棉纤维、氧化铝/二氧化硅纤维、铝硅酸镁纤维、S-2玻璃纤维或E-玻璃纤维中的至少一种。
44. 根据实施例40至43中任一项所述的阀，其中，至少一种粘结剂包括以下至少一种：(a)至少一种无机粘结剂；或者(b)至少一种有机粘结剂。
45. 根据实施例40至44中任一项所述的阀，其中，至少一种粘结剂包括至少一种无机粘结剂。
46. 根据实施例40至45中任一项所述的阀，其中，至少一种粘结剂包括至少一种无机粘结剂和至少一种有机粘结剂。
47. 根据实施例44至46中任一项所述的阀，其中，至少一种无机粘结剂包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆或粘土中的至少一种。
48. 根据实施例44至47中任一项所述的阀，其中，有机粘结剂包括聚合物乳液、溶剂基聚合物或无溶剂聚合物中的至少一种。
49. 根据实施例48所述的阀，其中，聚合物乳液包括胶乳。
50. 根据实施例49所述的阀，其中，胶乳包括天然橡胶胶乳、苯乙烯-丁二烯胶乳、丁二烯-丙烯腈胶乳或丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯聚合物/共聚物的胶乳中的至少一种。
51. 根据实施例48所述的阀，其中，溶剂基聚合物包括丙烯酸树脂、聚氨酯、乙酸乙烯酯、纤维素或橡胶基有机聚合物中的至少一种。
52. 根据实施例48所述的阀，其中，无溶剂聚合物包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶或其他弹性体中的至少一种。
53. 根据实施例44至52中任一项所述的阀，其中，至少一种有机粘结剂包括至少一种淀粉。
54. 根据实施例53所述的阀，其中，淀粉包括马铃薯淀粉或玉米淀粉中的至少一种。
55. 根据实施例44至54中任一项所述的阀，其中，至少一种有机粘结剂包括至少一种酚醛粘结剂。
56. 根据实施例7至55中任一项所述的阀，其中，至少一种有机粘结剂包括至少一种类型的聚合物粘结剂纤维。
57. 根据实施例56所述的阀，其中，聚合物粘结剂纤维包括聚乙烯醇纤维、诸如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、乙基乙酸乙烯酯纤维或尼龙纤维中的至少一种。
58. 根据实施例40至57中任一项所述的阀，其中，基于外壳的干重，无机纤维以从约30重量%至约90重量%的量存在于外壳中。
59. 根据实施例40至58中任一项所述的阀，其中，基于外壳的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约70重量%的量存在于外壳中。
60. 根据实施例41或实施例42中任一项或当从属于实施例41或42时的实施例43至59中任一项所述的阀，其中，基于外壳的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约80重量%的量存在于外壳中。
61. 根据实施例40至60中任一项所述的阀，其中，外壳还包括至少一种填料。
62. 根据实施例61所述的阀，其中，至少一种填料包括片状氧化铝、煅烧氧化铝、水合氧化铝、至少一种其它高氧化铝材料、至少一种粘土、氧化锆、尖晶石、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、莫来石、碳化硅或氮化硅中的至少一种。
63. 根据实施例61或实施例62所述的阀，其中，基于外壳的干重，至少一种填料以从约5重量%至约75重量%的量存在于外壳中。
64. 根据实施例40至63中任一项所述的阀，其中，外壳能够承受至少约1000℃的温度。
65. 根据实施例40至64中任一项所述的阀，其中，外壳具有至少约400kg/m3的密度。
66. 根据实施例40至65中任一项所述的阀，其中，外壳在从约700℃至约800℃的温度下具有等于或小于约0.45W/m·K的热导率。
67. 根据实施例40至66中任一项所述的阀，其中，外壳在约1000℃的温度下收缩不超过约5%，和/或其中，外壳在约1500℃的温度下收缩不超过约10%。
68. 根据实施例40至67中任一项所述的阀，其中，外壳具有至少约50kg/cm2的抗压强度。
69. 一种包括根据实施例1至68中任一项所述的阀的排气设备。
70. 一种包括至少一个根据实施例69所述的排气设备的焦炉***。
71. 一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：
制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；
使含水浆料与形状基本上类似于旋转构件的形状的模具接触；
将浆料真空浇铸到模具中和/或模具上以形成生坯成型件；和
干燥生坯成型件以形成干燥的成型件，该干燥的成型件形成旋转构件。
72. 一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：
制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；
使含水浆料与具有大体上圆柱形形状的模具接触；
将浆料真空浇铸到模具中和/或模具上以形成生坯成型件；
干燥生坯成型件以形成干燥的成型件；和
从干燥的成型件移除材料以形成旋转构件。
73. 一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：
制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；
使含水浆料与多个模具接触；
将浆料真空浇铸到模具中和/或模具上以形成多个生坯成型件；
干燥生坯成型件以形成多个干燥的成型件；
任选地从干燥的成型件中的至少一个移除材料以形成至少一个精制成型件；和
组装干燥的成型件和/或(多个)精制成型件以形成旋转构件。
74. 根据实施例71至73中任一项所述的方法，其中，在所述干燥之前，(多个)生坯成型件被精制。
75. 根据实施例71至74中任一项所述的方法，其中，在所述干燥之后，用胶体二氧化硅浸渍(多个)干燥的成型件。
76. 根据实施例75所述的方法，其中，所述浸渍通过将(多个)干燥的成型件浸泡在胶体二氧化硅浴中来完成。
77. 根据实施例71至76中任一项所述的方法，其中，旋转构件的外表面的至少一部分涂覆有涂层材料。
78. 根据实施例71至77中任一项所述的方法制造的旋转构件。
79. 一种包括外壳和根据实施例78所述的旋转构件的阀。
80. 一种包括根据实施例79所述的阀的排气设备。
81. 一种包括至少一个根据实施例80所述的排气设备的焦炉***。
82. 一种改造用于焦炉的排气***的方法，包括：
移除排气***的一部分以适应根据实施例1至68或79中任一项所述的阀；和
将阀放置到排气***的移除的部分中，以形成经改造的排气***。
83. 一种改造用于焦炉的排气***的方法，其中，排气***包括成角度部分和竖直部分，该方法包括：
移除成角度部分；
修改成角度部分以形成修改的成角度部分，使得修改的成角度部分适应根据实施例1至68或79中任一项所述的阀；
将阀放置到排气***中与竖直部分接触；和
将修改的成角度部分邻近阀放置以形成经改造的排气***。
84. 一种改造用于焦炉的排气***的方法，其中，排气***包括成角度部分和竖直部分，该方法包括：
移除成角度部分；
修改成角度部分以形成修改的成角度部分，并且修改竖直部分以形成修改的竖直部分，使得修改的成角度部分和修改的竖直部分一起适应根据实施例1至68或79中任一项所述的阀；
将阀放置到排气***中，使得阀占据经由所述修改竖直部分而产生的空间；和
将修改的成角度部分放置成与阀接触以形成经改造的排气***。
除非上下文另有明确规定，否则如本文所用，术语“基本上”是指足够小的偏离程度，从而不会明显偏离所识别的特性或情况。允许偏差的确切程度在一些情况下可能取决于具体情况。
本领域普通技术人员将理解，术语“约”在本文中用于表示所述值的“约”的量导致本公开的组合物、产品、***和/或方法中所需程度的有效性。本领域普通技术人员还将理解，在实施例中，术语“约”相对于任何组分的百分比、量或数量的值的边界和界限可以通过改变该值、确定组合物、产品、***和/或方法对于每个值的有效性、以及确定产生具有根据本公开的所需程度的有效性的组合物的值的范围来确定。例如，术语“约”至少包括与特定值的测量相关联的误差的程度。术语“约”进一步用于反映组合物可能包含不改变组合物的有效性的其它材料的痕量组分的可能性。例如，在短语“在旋转构件围绕轴线的约90°的旋转完成时，至少一个空腔在外壳内变得对齐，以将阀从打开状态改变为关闭状态”中，“约90”意味着旋转可以多于或少于90°，只要旋转仍然导致如本文所述的打开状态或关闭状态。
当在本公开中描述值的范围时，意图是该范围内的任何和每个值(包括端点)都将被认为已经被明确公开。例如，“从约1:1至约20:1的范围”中的比率将被理解为表示在1:1和20:1之间的每一个可能的比率。类似地，“约40重量%至约60重量%的无定形二氧化硅”的组成范围将被理解为表示40和60内的每一个可能值，包括端点。应当理解，发明人认识到并理解，值的范围内的任何和所有值都将被认为是已经指定的，并且发明人拥有整个范围和在该范围内的所有值。
如本文所用，短语“至少一个”是指一个或多于一个。然而，还意图是，除非上下文另有明确规定，否则不定冠词“一”或“一个”也可以表示一个或多于一个。
如本文所用，短语“...中的至少一个”意味着所列项目或材料中的任何一个或多于一个的任何组合可以包括在该短语的含义内。例如，“其中，X包括A、B、C或D中的至少一个”意味着X包括A、B、C或D中的任何单个或者A、B、C和D中的两个或更多个的任何组合。
本文公开的组合物重量百分比基于所描述的组合物的总重量。本领域普通技术人员应当理解，总重量百分比不能超过100%。例如，本领域普通技术人员将容易认识和理解的是，包括65重量%至86重量%的组分A、14重量%至35重量%的组分B、0.1重量%至5重量%的组分C和0.1重量%至2重量%的组分D的组合物将不超过100%。本领域的普通技术人员将理解，组分中的一种或多种的量将被调节以包括每种组分的所需量，而不超过组合物的100重量%。
提供了一种阀，其包括：外壳；旋转构件，其定位在外壳内；和致动器，其与旋转构件接合；其中，旋转构件具有大体上圆柱形形状和至少一个空腔，该至少一个空腔在大体上垂直于大体上圆柱形形状的轴线的方向上延伸穿过大体上圆柱形形状的一部分；其中，旋转构件定位在外壳内，使得在阀的操作期间，致动器使外壳内的旋转构件围绕大体上圆柱形形状的轴线旋转，并且在旋转构件围绕轴线的约90°的旋转完成时，至少一个空腔在外壳内变得对齐，以将阀从打开状态改变至关闭状态，或者从关闭状态改变至打开状态；并且其中，旋转构件包括无机纤维和至少一种粘结剂。
如本文所用，短语“大体上圆柱形形状”是指由作为其主表面的基本上直的圆柱形表面定界的三维形状，并且该三维形状可以包括限定主表面的边界内的空隙。非限制地，实心直圆柱体和具有中空轴向中心的实心直圆柱体(例如，管)都被认为是基本上直的圆柱形表面定界。这种三维形状的端部，作为小表面，可以是平的(如在实心圆柱体的底部中)，或者可以是非平的(诸如倒圆的)，这是特定应用所需要和/或优选的。
如本文所用，这种大体上圆柱形形状的“轴线”是指基本上穿过大体上圆柱形形状的每个假想底部的中心的线；将大体上圆柱形形状的底部称为“假想的”表示大体上圆柱形形状的端部不一定是平的。
如本文所用，当短语“大体上垂直于大体上圆柱形形式的轴线”涉及至少一个空腔时，该短语表示至少一个空腔是旋转构件中的三维空隙，该旋转构件包括垂直于轴线的平面，以及平行于垂直于轴线的平面的其他平面。
如本文所用，短语“打开状态”是指阀完全打开或非常接近完全打开以至于通过阀的流量与完全打开相比的差异不会显著改变通过阀的流量的状态。如本文所用，短语“关闭状态”是指阀完全关闭或非常接近完全关闭以至于通过阀的流量可忽略的状态。如本文所用，短语“部分打开状态”是指阀不是“打开状态”或“关闭状态”的状态。
在某些实施例中，旋转构件可以包括多于一个的至少一个空腔。在某些实施例中，旋转构件可以包括中空轴向空隙，该中空轴向空隙以大体上圆柱形形状的轴线为中心，并延伸穿过大体上圆柱形形状的长度的大于50%。
在某些实施例中，旋转构件还可以包括至少一种胶体无机氧化物。胶体无机氧化物可以包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆、胶体二氧化钛、胶体二氧化铈或胶体氧化钇中的至少一种。胶体无机氧化物可以包括至少一种胶凝剂，诸如：(i)至少一种无机盐或至少一种无机氧化物中的至少一种；和(ii)至少一种酸。至少一种无机盐可以包括乙酸铵、氯化钙或氯化镁中的至少一种。至少一种无机氧化物可以包括氧化镁。至少一种酸可以包括乙酸、盐酸或磷酸中的至少一种。
可以用于旋转构件中的胶体无机氧化物溶液组合物可以包含至少一种胶体无机氧化物，诸如胶体二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、二氧化铈和/或氧化钇。(在此上下文中，术语“溶液”旨在包括包含胶体无机氧化物的浆料或分散体)。可以使用胶体无机氧化物的可商购获得的制剂，作为说明而非限制，包括40%固体的NALCO胶体二氧化硅，可得自Nalco Company(Naperville, Illinois)。然而，也可以使用其他等级的胶体二氧化硅，诸如30%或更少的固体含量，或者替代地大于40%的固体含量。
胶体无机氧化物溶液组合物可以包括约30重量%至100重量%的胶体无机氧化物。在某些实施例中，胶体无机氧化物溶液可以包括约50%至约90%的胶体无机氧化物，并且在其它实施例中约80%至100%的胶体无机氧化物。
胶体无机氧化物溶液的其它组分可以包括胶凝剂和足以溶解胶凝剂的量的水。胶凝剂组分可以包括：无机盐或氧化物，其促进胶体无机氧化物(例如在胶体二氧化硅的情况下)的凝固或胶凝，诸如乙酸铵、氯化钙、氯化镁、氧化镁等；以及酸，诸如乙酸、盐酸、磷酸等。选择胶凝剂的类型和浓度以使胶体悬浮液不稳定，并允许无机氧化物组分在耐高温纤维毯或板的压制期间胶凝或凝固在适当位置。
胶凝时间可以部分地通过胶凝剂的浓度来控制，因为胶凝时间通常随着温度的升高而减少。无机盐或氧化物胶凝剂的量可以按溶液的重量计从约0.01%至约10%变化。酸的量可以从约0.01重量%至约10重量%变化。足以溶解胶凝剂的水的量可以从溶液的0%至约70%变化。
在一些实施例中，胶体无机氧化物溶液可以附加包括约0.01重量%至约10重量%的量的着色剂，以使得最终产品能够通过颜色来区分。
在某些实施例中，无机纤维包括低生物持久性纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、沥滤的二氧化硅纤维、高氧化铝纤维、莫来石纤维、岩棉纤维、矿渣棉纤维、氧化铝/二氧化硅纤维、铝硅酸镁纤维、S-2玻璃纤维或E-玻璃纤维中的至少一种。
低生物持久性纤维的例示性示例包括但不限于可得自Unifrax I LLC(Tonawanda, New York)的ISOFRAX®碱土硅酸盐(AES)纤维，其具有在约0.6微米和约2.6微米之间的平均直径。
耐火陶瓷微纤维的例示性示例包括但不限于可得自Unifrax I LLC(Tonawanda,New York)的FIBERFRAX®耐火铝硅酸盐陶瓷纤维(RCF)。
另外，也可以使用能够耐受1100℃温度而不损失结构完整性的硼硅酸盐和高二氧化硅含量纤维。
术语“低生物持久性”纤维是指能够在生理介质中或诸如模拟肺液的模拟生理介质中分解的纤维。纤维的溶解度可以通过随时间推移测量纤维在模拟生理介质中的溶解度来评估。转让给Unifrax I LLC的美国专利No. 5,874,375公开了一种用于测量生理介质中纤维的生物持久性(即非耐久性)的方法，尽管其它方法也适用于评估无机纤维的生物持久性。
非限制地，可以使用的低生物持久性无机纤维的合适示例包括美国专利No. 6,953,757、No. 6,030,910、No. 6,025,288、No. 5,874,375、No. 5,585,312、No. 5,332,699、No. 5,714,421、No. 7,259,118、No. 7,153,796、No. 6,861,381、No. 5,955,389、No.5,928,975、No. 5,821,183和No. 5,811,360中公开的那些低生物持久性无机纤维。
低生物持久性碱土硅酸盐纤维可以包括镁的氧化物和二氧化硅的混合物的纤维化产物，通常称为硅酸镁纤维。硅酸镁纤维大体上包括约60重量%至约90重量%的二氧化硅、从大于0重量%至约35重量%的氧化镁和5重量%或更少的杂质的纤维化产物。根据某些实施例，碱土硅酸盐纤维包括约65重量%至约86重量%的二氧化硅、约14重量%至约35重量%的氧化镁、0重量%至约7重量%的氧化锆和5重量%或更少的杂质的纤维化产物。根据其他实施例，碱土硅酸盐纤维包括约70重量%至约86重量%的二氧化硅、约14重量%至约30重量%的氧化镁和5重量%或更少的杂质的纤维化产物。合适的硅酸镁纤维可以注册商标ISOFRAX从UnifraxI LLC(Tonawanda, New York)商购获得。市售的ISOFRAX®纤维大体上包括约70重量%至约80重量%的二氧化硅、约18重量%至约27重量%的氧化镁和4重量%或更少的杂质的纤维化产物。
替代地或附加地，低生物持久性碱土硅酸盐纤维可以包括钙、镁的氧化物和二氧化硅的混合物的纤维化产物。这些纤维通常被称为氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维。氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维大体上包括约45重量%至约90重量%的二氧化硅、从大于0重量%至约45重量%的氧化钙、从大于0重量%至约35重量%的氧化镁和10重量%或更少的杂质的纤维化产物。合适的氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维可以注册商标INSULFRAX从Unifrax I LLC(Tonawanda,New York)商购获得。INSULFRAX®纤维大体上包括约61重量%至约67重量%的二氧化硅、从约27重量%至约33重量%的氧化钙和从约2重量%至约7重量%的氧化镁的纤维化产物。其它市售的氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维包括约60重量%至约70重量%的二氧化硅、从约25重量%至约35重量%的氧化钙、从约4重量%至约7重量%的氧化镁和痕量的氧化铝；或者约60重量%至约70重量%的二氧化硅、从约16重量%至约22重量%的氧化钙、从约12重量%至约19重量%的氧化镁和痕量的氧化铝。
耐火陶瓷纤维(RCF)典型地包括氧化铝和二氧化硅。合适的铝硅酸盐陶瓷纤维可以注册商标FIBERFRAX从Unifrax I LLC(Tonawanda, New York)商购获得。FIBERFRAX®陶瓷纤维包括熔体的纤维化产物，该熔体包括从约45重量%至约75重量%的氧化铝和从约25重量%至约55重量%的二氧化硅。FIBERFRAX®纤维显示具有高达约1540℃的操作温度和高达约1870℃的熔点。在某些实施例中，铝硅酸盐纤维可以包括从约40重量%至约60重量%的A12O3和从约60重量%至约40重量%的SiO2，并且在一些实施例中从约47重量%至约53重量%的氧化铝和从约47重量%至约53重量%的二氧化硅。
RCF纤维是一种纤维化产物，它可以由组分材料的熔体吹制或纺丝而成。在某些实施例中，RCF可以附加包括氧化铝、二氧化硅和氧化锆的纤维化产物，其量为从约29重量%至约31重量%的氧化铝、从约53重量%至约55重量%的二氧化硅和从约15重量%至约17重量%的氧化锆。在某些实施例中，RCF纤维长度在从约3mm至6.5mm的范围内，典型地小于约5mm，并且平均纤维直径范围为从约0.5µm至约14µm。
在某些实施例中，无机纤维可以包括但不限于玻璃纤维、沥滤二氧化硅纤维、高氧化铝纤维、莫来石纤维、铝硅酸镁纤维、S-2玻璃纤维或E-玻璃纤维中的至少一种。
在某些实施例中，无机纤维可以包括其他氧化铝/二氧化硅陶瓷纤维，诸如高氧化铝或莫来石陶瓷纤维，其可以通过溶胶凝胶处理制成，并且通常包含超过50%的氧化铝。这种纤维的示例是可得自Unifrax I LLC(Tonawanda, New York)的FIBERMAX®纤维。诸如S2-GLASS的氧化镁/氧化铝/硅酸盐纤维可从Owens Corning(Toledo, Ohio)商购获得。S2-GLASS纤维典型地包含从约64%至约66%的二氧化硅、从约24%至约25%的氧化铝和从约9%至约10%的氧化镁。
沥滤的二氧化硅纤维可以以任何方式和使用本领域已知的任何技术被沥滤。通常，沥滤可以通过使玻璃纤维经受酸溶液或适于从纤维中提取非硅质氧化物和其它组分的其它溶液来完成。美国专利No. 2,624,658中包含了制造高二氧化硅含量的沥滤玻璃纤维的详细描述和过程。欧洲专利申请公开No. 0973697公开了制造高二氧化硅含量的沥滤玻璃纤维的另一种过程。
沥滤玻璃纤维可以商标BELCOTEX从德国BelChem Fiber Materials GmbH获得，以注册商标REFRASIL从Hitco Carbon Composites, Inc.(Gardena California)获得，并且以名称PS-23(R)从白俄罗斯共和国的Polotsk-Steklovorokno获得。
在某些实施例中，至少一种粘结剂可以包括下列中的至少一种：(a)至少一种无机粘结剂；或者(b)至少一种有机粘结剂。至少一种粘结剂可以包括至少一种无机粘结剂。至少一种粘结剂可以包括至少一种无机粘结剂和至少一种有机粘结剂。至少一种无机粘结剂可以包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆或粘土中的至少一种。有机粘结剂可以包括聚合物乳液、溶剂基聚合物或无溶剂聚合物中的至少一种。聚合物乳液可以包括胶乳。胶乳可以包括天然橡胶胶乳、苯乙烯-丁二烯胶乳、丁二烯-丙烯腈胶乳或丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯聚合物/共聚物的胶乳中的至少一种。溶剂基聚合物可以包括丙烯酸树脂、聚氨酯、乙酸乙烯酯、纤维素或橡胶基有机聚合物中的至少一种。无溶剂聚合物可以包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶或其他弹性体中的至少一种。至少一种有机粘结剂可以包括至少一种淀粉，诸如马铃薯淀粉或玉米淀粉中的至少一种。至少一种有机粘结剂可以包括至少一种酚醛粘结剂。至少一种有机粘结剂可以包括至少一种类型的聚合物粘结剂纤维，诸如聚乙烯醇纤维、诸如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、乙基乙酸乙烯酯纤维或尼龙纤维中的至少一种。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约35重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约40重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约45重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约50重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约55重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约60重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约65重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约70重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约75重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约80重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约85重量%至约90重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约85重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约65重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约60重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约55重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约50重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约45重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约40重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，无机纤维以从约30重量%至约35重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约65重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约60重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约55重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约50重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约45重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约40重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约35重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约30重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约20重量%至约25重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约25重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约30重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约35重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约40重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约45重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约50重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约55重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约60重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种粘结剂以从约65重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约65重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约60重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约55重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约50重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约40重量%至约45重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约45重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约50重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约55重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约60重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约65重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约70重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，胶体无机氧化物以从约75重量%至约80重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，旋转构件还可以包括至少一种填料，诸如片状氧化铝、煅烧氧化铝、水合氧化铝、至少一种其它高氧化铝材料、至少一种粘土、氧化锆、尖晶石、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、莫来石、碳化硅或氮化硅中的至少一种。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约70重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约65重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约60重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约55重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约50重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约45重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约40重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约35重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约30重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约25重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约20重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约15重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约5重量%至约10重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约10重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约15重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约20重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约25重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约30重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约35重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约40重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约45重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约50重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约55重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约60重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约65重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。在某些实施例中，基于旋转构件的干重，至少一种填料以从约70重量%至约75重量%的量存在于旋转构件中。
在某些实施例中，旋转构件可能能够承受至少约1000℃的温度，诸如至少约1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃或1500℃。
在某些实施例中，旋转构件可以具有至少约400kg/m3的密度，诸如至少约425kg/m3、450kg/m3、475kg/m3、500kg/m3、525kg/m3、550kg/m3、575kg/m3、600kg/m3、625kg/m3、650kg/m3、675kg/m3或700kg/m3。
在某些实施例中，在从约700℃至约800℃的温度下，旋转构件可以具有等于或小于约0.45W/m·K的热导率，诸如等于或小于0.4W/m·K、0.35W/m·K、0.3W/m·K、0.25W/m·K、0.2W/m·K或0.15W/m·K。
在某些实施例中，旋转构件在约1000℃的温度下可以收缩不超过约5%，诸如不超过约4.5%、4%、3.5%、3%、2.5%或2%。在某些实施例中，旋转构件在约1500℃的温度下可以收缩不超过约10%，诸如不超过约9%、8%、7%、6%或5%。
在某些实施例中，旋转构件可以具有至少约50kg/cm2的抗压强度，诸如至少约55kg/cm2、60kg/cm2、65kg/cm2、70kg/cm2、75kg/cm2、80kg/cm2、85kg/cm2或90kg/cm2。
在某些实施例中，增加旋转构件的耐磨性可能是期望的。这可以通过利用物理和/或化学处理来处理旋转构件的表面来实现，诸如涂覆旋转构件。涂层材料可以包括氮化硼，这可以显著增加旋转构件的耐磨性。
在某些实施例中，旋转构件还可以包括施加到旋转构件的外表面的至少一部分的至少一种涂层材料。涂层材料可以是适用于特定预期用途的任何材料。例如，耐火涂层材料可以用于增加基底的耐火性，而氮化硼可以用于增加基底的耐磨性。在如本文所述的阀的单个实施例中，阀的各个部分可以涂覆有不同的材料，这取决于特定部分可能需要具有的抵抗性，该抵抗性基于其在使用期间将接触的材料。
涂层材料可以包括无机纤维和至少一种粘结剂。涂层材料可以包括无机纤维、至少一种粘结剂和至少一种含二氧化硅的化合物。涂层材料可以包括无机纤维、至少一种有机粘结剂、至少一种无机粘结剂和至少一种含二氧化硅的化合物。涂层材料可以包括低生物持久性无机纤维。涂层材料可以包括胶凝剂。涂层材料可以包括增稠剂。涂层材料可以包括至少一种胶体无机氧化物。涂层材料可以基本上不含氧化铝。
在某些实施例中，外壳可以包括适于将旋转构件保持在阀内的任何材料，使得旋转构件可以按照特定用途的预期操作。在某些实施例中，外壳可以包括无机纤维和至少一种粘结剂，以及任选地至少一种胶体无机氧化物和/或任选地至少一种填料。在某些实施例中，外壳中存在的无机纤维、粘结剂、胶体无机氧化物和/或填料的量和/或组合物可以与上文关于旋转构件所述的量和/或组成相同。然而，旋转构件和外壳的组合物可以独立确定，并且因此在特定实施例中可以彼此相同或者可以不相同。
在某些实施例中，外壳可以具有与上文关于旋转构件所述物理特性相似的物理特性。旋转构件和外壳的物理特性将针对本文所述阀的特定预期用途独立地选择。在某些实施例中，可能希望外壳和旋转构件具有相似的物理特性，而在替代实施例中，不同的物理特性可能是所需的。
还提供了一种排气设备，其包括上述实施例中任一个的阀。还提供了一种包括至少一个这样的排气设备的焦炉***。
在某些实施例中，提供了一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；将含水浆料与形状基本上类似于旋转构件的形状的模具接触；将浆料真空浇铸到模具中和/或模具上以形成生坯成型件；以及干燥生坯成型件以形成干燥的成型件，该干燥的成型件形成旋转构件。模具将必然是至少部分地可透过的，从而真空浇铸步骤将允许浆料的液体部分通过模具，并且浆料的固体部分积聚在模具中/上。
在某些实施例中，提供了一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；将含水浆料与具有大体上圆柱形形状的模具接触；将浆料真空浇铸到模具中和/或模具上以形成生坯成型件；干燥生坯成型件以形成干燥的成型件；以及从干燥的成型件移除材料以形成旋转构件。所述移除材料可以包括机加工干燥的成型件以移除材料，使得该成型件满足特定预期用途所需的规格。
在某些实施例中，提供了一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；将含水浆料与多个模具接触；将浆料真空浇铸到模具中和/或模具上以形成多个生坯成型件；干燥生坯成型件以形成多个干燥的成型件；任选地从干燥的成型件中的至少一个移除材料以形成至少一个精制成型件；和组装干燥的成型件和/或(多个)精制成型件以形成旋转构件。
在某些实施例中，所述干燥包括在烤炉中在从约40℃至约350℃、任选地从约80℃至约150℃的范围内的温度下干燥(多个)成型件达从约2至约6分钟、或从约10分钟至约1小时的范围内的时段。
在某些实施例中，在所述干燥之前，可以精制(多个)生坯成型件，诸如通过在模具中压缩和/或在平坦表面上轧制该成型件以使该成型件的外表面光滑。
在所述干燥之后，(多个)干燥的成型件可以用胶体二氧化硅浸渍。所述浸渍可以通过将(多个)干燥的成型件浸泡在胶体二氧化硅浴中来完成。用胶体二氧化硅材料浸渍(多个)成型件可以增加(多个)所得成型件的硬度。
在某些实施例中，旋转构件的外表面的至少一部分可以涂覆有涂层材料。
还提供了根据上述方法制造的旋转构件、包括外壳和这种旋转构件的阀、包括这种阀的排气设备以及包括这种排气设备的焦炉***。
还提供了一种改造用于焦炉的排气***的方法，包括：移除排气***的一部分以适应如本文所述的阀；和将阀放置到排气***的移除的部分中以形成经改造的排气***。例如，上升导管的一部分可以被移除，并且阀被放置在通过移除上升导管的该部分而提供的空间中。
还提供了一种改造用于焦炉的排气***的方法，其中，排气***包括成角度部分和竖直部分，该方法包括：移除成角度部分；修改成角度部分以形成修改的成角度部分，使得修改的成角度部分适应如本文所述的阀；将阀放置到排气***中与竖直部分接触；和将修改的成角度部分邻近阀放置以形成经改造的排气***。
还提供了一种改造用于焦炉的排气***的方法，其中，排气***包括成角度部分和竖直部分，该方法包括：移除成角度部分；修改成角度部分以形成修改的成角度部分，并且修改竖直部分以形成修改的竖直部分，使得修改的成角度部分和修改的竖直部分一起适应如本文所述的阀；将阀放置到排气***中，使得阀占据经由所述修改竖直部分而产生的空间；和将修改的成角度部分与阀接触放置以形成经改造的排气***。
现在参考附图，图1示出了例示性的旋转构件14，其具有穿过其中的空腔18，其中，旋转构件14由单个真空成形的成型件制成。图2示出了例示性的外壳12。旋转构件14和外壳12可以如图3所示组装。图3示出了例示性阀10的分解图，该阀10具有外壳12、带有空腔18的旋转构件14、致动器16、外壳壳体20和盖板22。图4示出了处于组装状态的图3的阀10的透视图。图5示出了图3和图4的阀10的俯视图。图6示出了通过图5所示的线“6”的图5的阀10的剖视图。
图7A示出了图10所示旋转构件40的第一端部部分42的透视图。图7B示出了图7A所示的第一端部部分42的俯视图。图7C示出了通过图7B所示的线“7C”的图7A和图7B所示的第一端部部分42的剖视图。
图8A示出了图10所示旋转构件40的中间部分44的透视图。图8B示出了中间部分44的侧视图，并且图8C示出了图8A所示中间部分44的俯视图。图8D示出了图8A至图8C所示的中间部分44的剖视图。
图9A示出了图10所示旋转构件40的第二端部部分46的透视图。图9B示出了第二端部部分46的侧视图，并且图9C示出了图9A所示第二端部部分46的俯视图。图9D示出了图9A至图9C所示的第二端部部分46的剖视图。
图10示出了例示性旋转构件40的透视图，其具有第一端部部分42、中间部分44和第二端部部分46。如图10所示，旋转构件具有三个中间部分44，但是应当理解，旋转构件可以由任意数量的中间部分44形成，这取决于所需旋转构件的所需长度。
图11至图16示出了可以组装以制成图17所示外壳的零件的各种视图。图17示出了例示性外壳50，其具有：
第一端部部分52(如图11A至图11D所示)；
内侧部分54(如图12A至图12D所示)；
内部部分，第二端部56(如图13A至图13D所示)；
接合部分58(如图14A至图14C所示)；
外部，第二端部60(如图15A至图15C所示)；和
外侧部分62(如图16A至图16C所示)。
图18示出了排气***100的一部分，该排气***100可以被改造以包括如本文所述的阀。在改造之前，排气***100包括成角度部分102、竖直部分104和中央导管106。图19描绘了如何可以临时移除成角度部分102以便开始改造过程；竖直部分104和中央导管106保持在原位，而成角度部分102被临时移除。图20示出了成角度部分102可以被缩短以移除成角度部分的一部分。图21是排气***100的旋转视图。图22示出了竖直部分104的一部分可以被移除。图23示出了例示性的阀108可以被放置在竖直部分104的移除的部分中。图24示出了缩短的成角度部分102被重新放置为邻近阀108，使得阀108占据成角度部分102和竖直部分104的移除的部分。图25示出了改造的排气***100的旋转视图，其带有用于操作阀的例示性装置。
应当理解，本文描述的实施例仅仅是例示性的，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行变型和修改。所有这些变型和修改都旨在包括在如上所述的本发明的范围内。此外，所公开的所有实施例不一定是替代的，因为本发明的各种实施例可以被组合以提供所需的结果。
Claims (16)
1.一种阀，包括：
外壳；
旋转构件，其定位在所述外壳内；和
致动器，其与所述旋转构件接合；
其中，所述旋转构件具有大体上圆柱形形状和至少一个空腔，所述至少一个空腔在大体上垂直于所述大体上圆柱形形状的轴线的方向上延伸穿过所述大体上圆柱形形状的一部分；
其中，所述旋转构件定位在所述外壳内，使得在所述阀的操作期间，所述致动器使所述外壳内的所述旋转构件围绕所述大体上圆柱形形状的所述轴线旋转，并且在所述旋转构件围绕所述轴线的约90°的旋转完成时，所述至少一个空腔在所述外壳内变得对齐，以将所述阀从打开状态改变至关闭状态，或者从关闭状态改变至打开状态；
并且其中，所述旋转构件包括无机纤维和至少一种粘结剂。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述旋转构件还包括至少一种胶体无机氧化物，任选地其中，所述胶体无机氧化物包括胶体二氧化硅中的至少一种。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀，其中，所述无机纤维包括低生物持久性纤维、耐火陶瓷纤维、玻璃纤维、沥滤的二氧化硅纤维、高氧化铝纤维、莫来石纤维、岩棉纤维、矿渣棉纤维、氧化铝/二氧化硅纤维、铝硅酸镁纤维、S-2玻璃纤维或E-玻璃纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀，其中，所述至少一种粘结剂包括以下至少一种：(a)至少一种无机粘结剂；或(b)至少一种有机粘结剂；任选地其中，所述至少一种无机粘结剂包括胶体二氧化硅、胶体氧化铝、胶体氧化锆或粘土中的至少一种；并且进一步任选地其中，所述有机粘结剂包括聚合物乳液、溶剂基聚合物或无溶剂聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阀，其中，基于所述旋转构件的干重，所述无机纤维以从约30重量%至约90重量%的量存在于所述旋转构件中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的阀，其中，基于所述旋转构件的干重，所述至少一种粘结剂以从约20重量%至约70重量%的量存在于所述旋转构件中。
7.根据权利要求2所述的阀，其中，基于所述旋转构件的干重，所述胶体无机氧化物以从约40重量%至约80重量%的量存在于所述旋转构件中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的阀，其中，所述旋转构件还包括施加到所述旋转构件的外表面的至少一部分的至少一种涂层材料。
9.根据权利要求8所述的阀，其中，所述涂层材料包括无机纤维和至少一种粘结剂。
10.一种包括根据权利要求1至9中任一项所述的阀的排气设备。
11.一种包括至少一个根据权利要求10所述的排气设备的焦炉***。
12.一种制造用于阀的旋转构件的方法，包括：制备包括无机纤维和至少一种粘结剂的含水浆料；
使所述含水浆料与形状基本上类似于所述旋转构件的形状的模具接触；
将所述浆料真空浇铸到所述模具中和/或所述模具上以形成生坯成型件；和
干燥所述生坯成型件以形成干燥的成型件，所述干燥的成型件形成所述旋转构件。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述干燥之前，所述生坯成型件被精制。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中，在所述干燥之后，用胶体二氧化硅浸渍所述干燥的成型件。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，所述旋转构件的外表面的至少一部分涂覆有涂层材料。
16.一种改造用于焦炉的排气***的方法，包括：
移除所述排气***的一部分以适应根据权利要求1至11中任一项所述的阀；和
将所述阀放置到所述排气***的所述移除的部分中，以形成经改造的排气***。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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