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申请/专利权人：岳阳恒盛石化科技有限公司;北京博大园科技有限公司

摘要：本发明涉及一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，主要由阀体、大端盖、轴承座、轴承座支架、密封刷、双层阀板、中心轴、密封盖、夹丝石墨盘根等零部件组成。符合阀体为中空三层圆筒结构，阀芯采用双层阀板，并安装有双层密封刷，始终与阀体内壁贴合，通过双层阀板转动，实现烟气与空气流道的切换，且在换向时不窜风、泄露少。可以通过多种调节、控制模式，换向时可对烟风道的流量进行无级调节，成对应用在蓄热室上，实现预热器从最小负荷到最大负荷的灵活调节，增大预热器负荷的调节比，以适应装置不同的开车负荷，确保排烟温度稳定。适用于石油化工加热炉烟气余热回收系统蓄热式空预器切换烟气、空气流向。

主权项：1.一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，包括圆筒形阀体（1）以及设于所述阀体（1）两端的大端盖（2），其特征在于，所述阀体（1）内设有穿透两端大端盖（2）的中心轴（7），所述中心轴（7）上设有含轴承的轴承座（3）以及轴承座支架（4），所述轴承座支架（4）焊接固定在两端大端盖（2）上，所述中心轴（7）与大端盖（2）交接处填充有夹丝石墨盘根（9），所述夹丝石墨盘根（9）由密封盖（8）通过螺钉固定压紧在大端盖（2）上，所述中心轴（7）上固定安装有双层阀板（6），所述双层阀板（6）四边均设有密封刷（5），所述密封刷（5）紧贴阀体（1）及大端盖（2）内壁，所述阀体（1）沿圆筒周向均布设有四个孔，所述四个孔相互之间的间距稍大于所述双层阀板（6）的密封面轴向投影距离，所述双层阀板（6）的密封面轴向投影距离稍大于所述四个孔的轴向投影距离，所述双层阀板（6）的厚度不小于所述四个孔的厚度；所述双层阀板（6）采用组合式结构，所述双层阀板（6）间具有一定的距离，所述双层阀板（6）的每层阀板上与阀体（1）、大端盖（2）内壁接触密封处均安装有高温合金组合式密封刷（5），所述密封刷（5）与阀体（1）、大端盖（2）内壁紧密接触并有一定的形变量；所述双层阀板（6）由两件弧形密封板（6-1）、两件扁钢法兰框（6-2）、两件弧形导流板（6-3）、两件侧板（6-4）焊接组成，所述扁钢法兰框（6-2）为钻有螺纹孔用于安装密封刷（5）的扁钢方框，所述弧形导流板（6-3）用于连接两件侧板（6-4），所述侧板（6-4）相对的两边平行，所述侧板（6-4）相对的另外两边为等径同心圆弧，所述双层阀板（6）中间开有供中心轴（7）穿过固定用的圆孔，所述双层阀板（6）与中心轴（7）焊接或用销轴连接安装为一体。

全文数据：一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀技术领域本发明涉及石油化工加热炉烟气余热回收系统蓄热式空预器领域，具体来说，涉及一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀。背景技术在蓄热式空气预热器的烟气与空气流向切换中应用的四通阀，多数存在泄露量大、密封结构寿命低、阀板变形等问题，且其切换都以阀板往复旋转的方式进行，即两位四通阀的方案，在频繁往复的切换时，执行器及构件受交变应力作用，容易损坏。此外，在高温状态下，内部构件的变形难以控制，影响密封效果。特别是单叶片式四通阀，当阀板进行切换换向式，烟气通道与空气通道存在短暂的窜通问题，由于烟气管道为负压，空气管路为正压，应此，短暂的窜通导致大量的空气泄露到烟气中，烟气与空气系统也出现较大的压力波动，燃烧器的供风不稳定进而使得燃烧不稳定，产生燃烧不完全现象，炉膛压力不稳定，甚至导致二次炉膛燃烧或燃爆灭火的风险，大大的限制了蓄热式空气预热器在石油化工加热炉烟气余热回收系统的推广应用。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。发明内容针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，能够解决蓄热式空气预热器烟气与空气的流向切换过程中窜气漏风问题。为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，包括圆筒形阀体以及设于所述阀体两端的大端盖，所述阀体内设有穿透两端大端盖的中心轴，所述中心轴上设有含轴承的轴承座以及轴承座支架，所述轴承座支架焊接固定在两端大端盖上，所述中心轴与大端盖交接处填充有夹丝石墨盘根，所述夹丝石墨盘根由密封盖通过螺钉固定压紧在大端盖上，所述中心轴上固定安装有双层阀板，所述双层阀板四边均设有密封刷，所述密封刷紧贴阀体及大端盖内壁，所述阀体沿圆筒周向均布设有四个孔，所述四孔相互之间的间距稍大于所述双层阀板的密封面轴向投影距离，所述双层阀板的密封面轴向投影距离稍大于所述各个孔的轴向投影距离，所述双层阀板的厚度不小于所述所述各个孔的厚度。优选的，所述阀体为中空的三层圆筒形结构，所述阀体最外层是碳钢钢板制作件，所述阀体最内层采用不锈钢耐热钢板制作，所述阀体中间填充陶瓷纤维棉。优选的，所述四个孔外焊接有方管，所述方管端部设有连接法兰。优选的，所述四个孔均为长方形孔，分别为孔一、孔二、孔三、孔四。优选的，所述大端盖为三层较薄的圆形筒状结构，所述大端盖外表盖面为碳钢钢板制作件，所述大端盖内表面采用不锈耐热钢板制作，所述大端盖中间填充陶瓷纤维棉。优选的，所述大端盖中心开有供中心轴穿过的圆孔，所述圆孔内设有供夹丝石墨盘根填充的圆管，所述大端盖通过螺钉安装固定在阀体上。优选的，所述双层阀板为不锈钢耐热钢板结构件。优选的，所述双层阀板采用组合式结构，所述双层阀板间具有一定的距离，所述双层阀板的每层阀板上与阀体、大端盖内壁接触密封处均安装有高温合金组合式密封刷，所述密封刷与阀体、大端盖内壁紧密接触并有一定的形变量。优选的，所述双层阀板由两件弧形密封板、两件扁钢法兰框、两件弧形导流板、两件侧板焊接组成，所述扁钢法兰框为钻有螺纹孔用于安装密封刷的扁钢方框，所述弧形导流板用于连接两件侧板，所述侧板相对的两边平行，所述侧板相对的另外两边为等径同心圆弧，所述双层阀板中间开有供中心轴穿过固定用的圆孔，所述双层阀板与中心轴焊接或用销轴连接安装为一体。优选的，所述中心轴两端设计成方头、花键或键槽。本发明的有益效果：解决了蓄热式空气预热器烟气与空气的流向切换过程中窜气漏风问题，通过采用双阀板使阀板始终成功隔断烟气与烟气，杜绝了换向式窜风漏气问题，使烟风道管道内压力波动降至极低水平，为加热炉、锅炉燃烧系统稳定操作提供保证，能有效的提高预热器的换热效率。另外，本发明的四通阀可以通过多种调节、控制模式，换向时可对烟风道的流量进行无级调节，成对应用在蓄热室上，实现预热器从最小负荷到最大负荷的灵活调节，增大预热器负荷的调节比，以适应装置不同的开车负荷。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本发明实施例所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀的主视图。图2是根据本发明实施例所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀的剖视图。图3是根据本发明实施例所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀的俯视图。图4是根据本发明实施例所述的双层阀板的主视图。图5是根据本发明实施例所述的双层阀板的侧视图。图6是根据本发明实施例所述的四通阀换向原理图。图中：1、阀体；2、大端盖；3、轴承座；4、轴承座支架；5、密封刷；6、双层阀板；7、中心轴；8、密封盖；9、夹丝石墨盘根；6-1、弧形密封板；6-2、扁钢法兰框；6-3、弧形导流板；6-4、侧板；a、孔一；b、空气入口（烟气出口）；c、空气出口；d、烟气出口（空气入口）；Ⅰ、0°360°截止位置；Ⅴ、90°270°截止位置；Ⅸ、180°截止位置；ⅡⅣⅦ、a→db→c工作位置；ⅥⅦⅧ、a→bd→c工作位置。另，图中孔一（a）为烟气入口、孔二（b）为空气入口烟气出口、孔三（c）为空气出口、孔四（d）为烟气出口空气入口。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-3所示，根据本发明实施例所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，主要由阀体1、大端盖2、轴承座3、轴承座支架4、密封刷5、双层阀板6、中心轴7、密封盖8、夹丝石墨盘根9等零部件组成。其中密封刷5安装在双层阀板6上，双层阀板6与中心轴7安装为一体，再一起安装在阀体1内；大端盖2共两个，安装在阀体1上，与阀体1一起组成为一个中空的腔体，双层阀板6的中心轴7两端均穿出大端盖2，通过轴承座3、轴承座支架4固定在大端盖2外表面上，由此，在外力转动中心轴7的情况下，双层阀板6可以在阀体1内进行转动，此时，密封刷5紧贴阀体1及大端盖2内壁，将阀体1隔为两个通道，随着双层阀板6的转动，双层阀板6的位置不同，则两个通道或处于截止状态，或将阀体1上的四个开孔分别连通，从而实现烟风道流道的切换。本发明应用于石油化工加热炉烟气余热回收系统蓄热式空预器系统时，四通阀烟气入口a与烟囱烟道连接，空气出口c与热风道连接，另外两个接口孔二b、孔四d分别与预热器对应的蓄热室连接，用于切换烟气、空气流向。在本优选实施例中，阀体1为中空的三层圆筒形结构，并沿圆筒周向均布四个长方形孔，并焊接有方管，每个方管端部有连接法兰，用于四通阀与烟风道连接。阀体1内筒壁上四个长方形孔之间留有一定的周向距离，是双层阀板6静止工作的密封区域，即阀板转至密封区时，实现烟气与空气的完全隔断，且将阀体1上的四个开孔分别连通。该密封区域的这个距离比双层阀板6的密封面轴向投影距离稍大，而双层阀板6的密封面轴向投影距离比四个开口轴向投影距离稍大一些，另外，双层阀板6的厚度不小于烟气或空气出入口厚度，这样，无论双层阀板6处于任何位置，都可以实现烟气、空气的隔断。阀体1的三层圆筒形结构，其最外层是碳钢钢板制作件，最内层与高温烟气空气接触，采用不锈钢耐热钢板制作，中间填充陶瓷纤维棉，以隔热保温。在本优选实施例中，大端盖2为三层较薄的圆形筒状结构，外表盖面为碳钢钢板制作件，内表面采用不锈耐热钢板，中间填充陶瓷纤维棉，以隔热保温。大端盖2中心开有供中心轴7穿过的圆孔，圆孔内设置圆管，供中心轴7密封用的夹丝石墨盘根9填充在圆管里面。密封盖8通过螺钉固定在大端盖2上，用来压紧夹丝石墨盘根9，保证不漏烟气及空气。大端盖2安装时通过螺钉固定在阀体1上。如图4-5所示，在本优选实施例中，双层阀板6为不锈钢耐热钢板结构件，由两件弧形密封板6-1、两件扁钢法兰框6-2、两件弧形导流板6-3、两件侧板6-4焊接组成。其中扁钢法兰框6-2为钻有螺纹孔的扁钢方框，用于安装密封刷5。弧形导流板6-3用于连接两件侧板，并用于隔断烟气、空气，弧形导流板6-3可以减少烟气、空气通过四通阀的阻力，降低压力损失。侧板6-4相对的两边为平行，相对的另外两边为等径同心圆弧，双层阀板6中间开有供中心轴7穿过固定用的圆孔。双层阀板6与中心轴7焊接或用销轴等连接安装为一体，转动中心轴7时，双层阀板6一起转动。在本优选实施例中，双层阀板6采用组合式结构，双层阀板间具有一定的距离，每层阀板上与阀体1内筒接触式密封处安装有柔性密封刷5，可以在双层阀板6转动到任意位置时，总能隔断烟气和空气，杜绝阀板换向窜风、漏风影响。双层阀板6固定在中心轴7上，中心轴7通过轴承支撑在四通阀大端盖2上，大端盖2前后各一个，双层阀板6的四边均安装高温合金组合式密封刷5，每条边上的密封刷5与阀体1内筒壁和大端盖2内壁紧密接触，并有一定的形变量，保证在双层阀板6静止或转动过程中，密封刷5始终贴合在阀体1内筒避和大端盖2内壁上，从而断烟气与空气。在本优选实施例中，中心轴7两端穿过大端盖2，通过轴承座3（含轴承）、轴承座支架4焊接固定在大端盖2上。中心轴7的两端可设计成方头、花键或键槽，供驱动机构连接传动用。如图6所示，在本优选实施例中的四通阀工作时，双层阀板6由中心轴7外接驱动设备进行转动，双层阀板6每转动一圈为一个周期，一个周期内根据双层阀板6所处的位置，分为八个典型工作位置，其中0°（360°）、90°、180°、270°为截止位置；45°、135°、225°、315°为最大负荷全开位置。而合理控制双层阀板6位置，可以使预热器某个蓄热换热单元得到停止换热、小负荷节流换热、额定负荷换热等多种状态，预热器负荷可调节范围大。通过控制换向周期及多组四通阀换向时间间隔，或变频调整双层阀板6转动速度等，都可以实现预热器负荷的调节，达到装置排烟温度的控制要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，包括圆筒形阀体（1）以及设于所述阀体（1）两端的大端盖（2），其特征在于，所述阀体（1）内设有穿透两端大端盖（2）的中心轴（7），所述中心轴（7）上设有含轴承的轴承座（3）以及轴承座支架（4），所述轴承座支架（4）焊接固定在两端大端盖（2）上，所述中心轴（7）与大端盖（2）交接处填充有夹丝石墨盘根（9），所述夹丝石墨盘根（9）由密封盖（8）通过螺钉固定压紧在大端盖（2）上，所述中心轴（7）上固定安装有双层阀板（6），所述双层阀板（6）四边均设有密封刷（5），所述密封刷（5）紧贴阀体（1）及大端盖（2）内壁，所述阀体（1）沿圆筒周向均布设有四个孔，所述四孔相互之间的间距稍大于所述双层阀板（6）的密封面轴向投影距离，所述双层阀板（6）的密封面轴向投影距离稍大于所述各个孔的轴向投影距离，所述双层阀板（6）的厚度不小于所述所述各个孔的厚度。2.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述阀体（1）为中空的三层圆筒形结构，所述阀体（1）最外层是碳钢钢板制作件，所述阀体（1）最内层采用不锈钢耐热钢板制作，所述阀体（1）中间填充陶瓷纤维棉。3.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述四个孔外焊接有方管，所述方管端部设有连接法兰。4.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述四个孔均为长方形孔，分别为孔一（a）、孔二（b）、孔三（c）、孔四（d）。5.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述大端盖（2）为三层较薄的圆形筒状结构，所述大端盖（2）外表盖面为碳钢钢板制作件，所述大端盖（2）内表面采用不锈耐热钢板制作，所述大端盖（2）中间填充陶瓷纤维棉。6.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述大端盖（2）中心开有供中心轴（7）穿过的圆孔，所述圆孔内设有供夹丝石墨盘根（9）填充的圆管，所述大端盖（2）通过螺钉安装固定在阀体（1）上。7.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述双层阀板（6）为不锈钢耐热钢板结构件。8.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述双层阀板（6）采用组合式结构，所述双层阀板（6）间具有一定的距离，所述双层阀板（6）的每层阀板上与阀体（1）、大端盖（2）内壁接触密封处均安装有高温合金组合式密封刷（5），所述密封刷（5）与阀体（1）、大端盖（2）内壁紧密接触并有一定的形变量。9.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述双层阀板（6）由两件弧形密封板（6-1）、两件扁钢法兰框（6-2）、两件弧形导流板（6-3）、两件侧板（6-4）焊接组成，所述扁钢法兰框（6-2）为钻有螺纹孔用于安装密封刷（5）的扁钢方框，所述弧形导流板（6-3）用于连接两件侧板（6-4），所述侧板（6-4）相对的两边平行，所述侧板（6-4）相对的另外两边为等径同心圆弧，所述双层阀板（6）中间开有供中心轴（7）穿过固定用的圆孔，所述双层阀板（6）与中心轴（7）焊接或用销轴连接安装为一体。10.根据权利要求1所述的一种无窜风高温烟气和空气切换用四通阀，其特征在于，所述中心轴（7）两端设计成方头、花键或键槽。

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