專利名稱：雙提升系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及雙提升系統。
背景技術：
再生熱氧化裝置通常用于破壞工業(yè)和發(fā)電廠產生的具有高流動
性、低濃度的排出物中的揮發(fā)性有機化合物(voc)。這種氧化裝置一
般需要高的氧化溫度，以便對揮發(fā)性有機化合物達到較高的破壞力。 為了得到較高的熱量回收效率，需要被處理的"臟"生產氣體在氧化 之前被預熱。通常會用熱交換塔來預熱這些氣體。該交換塔通常用具 有良好的熱和機械穩(wěn)定性并具有足夠熱質量的熱交換材料包裹。在作 業(yè)中，生產氣體通過預先加熱的熱交換塔被送入，該熱換塔又將生產 氣體加熱至接近或達到其揮發(fā)性有機化合物氧化溫度的溫度。被預熱 的生產氣體然后被送入燃燒區(qū)，任何不完全的揮發(fā)性有機化合物氧化 通常都會在那里完成。經過處理的現在已"凈化，，的氣體然后被排出
燃燒區(qū)并返回通過熱交換塔或通過第二熱交換塔。當熱的氧化氣體繼 續(xù)通過該塔時，所述氣體將其熱量傳送給所述塔里的熱交換介質，同 時冷卻氣體并預熱熱交換介質，以便另一批生產氣體可以在氧化處理
前被預熱。再生熱氧化裝置一般至少有2個熱交換塔，其交替接收生 產氣體和要處理的氣體。這一過程連續(xù)不斷地進行，從而使大量的生 產氣體得到有效地處理。
再生氧化裝置的性能可以通過增加揮發(fā)性有機化合物的破壞效率 和降低操作費用以及基建成本來優(yōu)化。增加揮發(fā)性有機化合物破壞效 率的技術已見諸于文獻資料，例如，使用諸如改進的氧化系統和凈化 系統的裝置(如截留室)，和3個或更多的熱交換器以便在轉換過程 中在氧化裝置內部處理尚未處理的氣體。操作費用可以通過增加熱量 回收效率和降低氧化裝置的壓降來降低。操作費用和基建成本可以通 過正確設計氧化裝置和選擇適當的傳熱填料來降低。
有效氧化裝置的重要元件是用來將生產氣體流從一個熱交換塔轉 向另一個熱交換塔的閥件。未處理的生產氣體通過閥系統時所發(fā)生的 任何泄漏都會降低該設備的效率。此外，在閥開關期間也會引起系統內的壓力和/或氣流中的擾動和波動，這種擾動和波動是不合需要的。 岡的磨損也成問題，尤其是考慮到在再生熱氧化裝置的應用中需要頻 繁開關閥。顯然人們不希望對閥進行頻繁的修理或更換。
一種通常的雙塔式設計采用一對提升閥， 一個與第一熱交換塔相 連， 一個與第二熱交換塔相連。雖然提升閥動作快，但當閥在周期內 開關時，未被處理的生產氣體還是不可避免會通過閥泄漏。例如，在 雙室氧化裝置中，在周期內有入口閥和出口閥都部分打開的時間點。 在這個時間點上，沒有阻止生產氣體流，則氣流未經處理就直接從入 口流向出口。因為還有導管與閥系統相連，所以在提升閥套和相連導 管內的未處理氣體體積就表示了潛在的泄漏體積。因為未處理的生產 氣體在閥片上的泄漏使得氣體未被處理就從設備上被排出，因此這種 泄漏會大大降低設備的破壞效率。此外，傳統的閥設計會在開關閥時 產生壓力波動，這也加劇了這種泄漏的可能性。
在過去io年間，旋轉式閥一直被用于再生熱和催化氧化裝置內的
直接流動。這些閥要么以連續(xù)方式，要么以數字(停止/開始)方式移 動。為了進行良好的密封，用一些機構來保持閥的固定件和旋轉件之 間的恒力。這些機構包括彈簧、空氣隔膜和汽缸。不過，閥的不同部 件還是經常發(fā)生過度磨損。

發(fā)明內容
因而希望提供一種特別是用在再生熱氧化裝置中的閥和閥系統， 和一種配備這種閥和系統的再生熱氧化裝置，其可確保正確的密封， 并可降4氐或消除磨損。
還希望提供一種閥和閥系統，其中密封壓力可以精確控制。 本發(fā)明提供一種將閥從第一固定位置移到第二固定位置的方法，
其包括提供閥和閥座，其中所述閥適于相對閥座密封；當所述閥處 于所述第一固定位置時，通過將所述閥向所述閥座推動使所述閥相對 所述閥座密封；將所述力的效果減少到足夠破壞所述密封的量；將所 述閥移到所述第二固定位置；和當所述閥處于所述第二固定位置時， 恢復所述力的效果以使所述閥相對所述閥座密封。
本發(fā)明提供一種用于在閥移動期間減少摩擦的系統，其包括流 量分配器；閥座；與所述流量分配器相關聯的驅動器，用于將所述流 量分配器從第一固定位置移到第二固定位置；與所述流量分配器流體連通的壓縮氣體源；第一調節(jié)器，當所述流量分配器位于所述第一或 所述第二固定位置時，該第一調節(jié)器用于以足夠相對所述閥座密封所 述流量分配器的第一壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器；和第 二調節(jié)器，當所述流量分配器在所迷第一和第二固定位置間移動時， 該笫二調節(jié)器用于以低于所述第一壓力的第二壓力供應所述壓縮氣
體到所述流量分配器。
本發(fā)明提供一種將岡從第一固定位置移到第二固定位置的方法， 其包括提供閥和閥座，所述閥適于相對閥座密封；提供壓縮氣體供 給源；當所述閥處于所述第一固定位置時，通過以足以形成所迷密封 的第一壓力供應所述壓縮氣體到所迷閥，以將所述閥相對所述閥座偏 壓，從而密封所述閥；通過以低于所述第一壓力的第二壓力供應所述 壓縮氣體到所述閥來破壞所述密封；將所述閥移到所述第二固定位置； 和當所述閥處于所述第二固定位置時，通過以足以形成所述密封的第 三壓力供應所述壓縮氣體到所述閥，以使所述岡相對所述閥座偏壓， 從而密封所述閥。
本發(fā)明提供一種用于在閥移動期間減少摩擦的系統，其包括流 量分配器；閥座；與所述流量分配器相關聯的驅動器，其用于將所迷 流量分配器從第一 固定位置移到第二固定位置；與所述流量分配器流 體連通的壓縮氣體源；壓力調節(jié)器，當所述流量分配器位于所述第一 或所述第二固定位置時，該壓力調節(jié)器以足以相對所述閥座密封所述 流量分配器的第一壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器，當所述 流量分配器在所述第 一和第二固定位置間移動時，該壓力調節(jié)器以低 于所述第一壓力的第二壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器。
本發(fā)明提供一種用于處理氣體的再生熱氧化裝置，其包括燃燒 區(qū)；排氣裝置；包含熱交換介質的第一熱交換臺，其與所迷燃燒區(qū)和 所述排氣裝置相通；包含熱交換介質的第二熱交換臺，其與所述燃燒 區(qū)和所述排氣裝置相通；至少一個用于在允許所述氣流進入所述第一 熱交換臺的第一固定方式、移動方式和允許氣流進入所述第二熱交換 臺的第二固定方式間交替的閥，所述閥包括閥驅動裝置和閥座；當所 述閥處于所述第一或第二固定方式時用于相對所述閥座密封所述閥的 裝置；和當所述閥處于所述移動方式時用于啟封所述閥的裝置。
現有技術的問題通過本發(fā)明已經被克服了，其提供了一種用于開關閥的提升系統、開關閥和包括提升系統和開關閥的再生熱氧化裝置。 本發(fā)明的閥具有優(yōu)良的密封特性，并使磨損降到最低。所述提升系統 可幫助閥以最小的摩擦力旋轉并當閥固定時提供緊密的密封。在優(yōu)選 的實施例中，當閥切換以降低移動件和固定件之間的接觸壓力時，閥 相對閥座的密封力被降低，因而導致移動閥所需的較小扭矩。
對于再生熱氧化裝置的應用，所述閥最好有密封板，其可限定2 個室，每個室都作為通向氧化裝置的2個再生臺中的一個的流動口。 所述閥還包括切換流量分配器，其可輪流為入口生產氣體或出口生產 氣體提供通向每一半密封板的通道。閥在兩種方式間工作固定方式 和閥移動方式。在固定方式下，采用緊密的氣密來最小化或防止生產 氣體的泄漏。根據本發(fā)明，在閥移動期間，密封壓力可以降低或消除, 或施加反壓力或反作用力，以推動閥的移動并減少或消除磨損。所用 密封壓力的量可以根據過程特性精確控制，以便對閥進行有效的密封。


圖1為根據本發(fā)明的一個實施例的再生熱氧化裝置的透視圖2為根據本發(fā)明的一個實施例的再生熱氧化裝置一部分的透視
分解圖3為形成適于本發(fā)明使用的閥的一部分的閥口底部透視圖4為形成適于本發(fā)明使用的開關閥一部分的流量分配器的透視
圖4A為圖4所示流量分配器的剖面圖； 圖5為圖4所示流量分配器一部分的透視圖； 圖6為適于本發(fā)明使用的岡的密封板的頂視圖； 圖6A為圖6所示密封板一部分的剖面圖； 圖7為圖4所示流量分配器的軸的透視圖； 圖8為適于本發(fā)明使用的驅動機構分解圖； 圖9為圖8所示驅動機構一部分的剖面圖10為所示為與圖8所示驅動機構相連的本發(fā)明的閥的驅動軸的 剖面圖11為根據本發(fā)明的一個實施例的提升系統的原理圖； 圖IIA為根據本發(fā)明另一個實施例的提升系統的原理圖；的提升系統的剖面圖13為根據本發(fā)明另一個可選實施例的提升系統的示意圖14為適于本發(fā)明使用的流量分配器的轉動口的剖面圖15為適于本發(fā)明使用的流量分配器的驅動軸的較低部分的剖面
圖16為適于本發(fā)明使用的閥的轉動口的剖面圖16A為用于密封適于本發(fā)明使用的閥的扣環(huán)的透視圖16B為圖16A所示扣環(huán)的剖面圖16C為用于密封適于本發(fā)明使用的閥的裝配環(huán)的透視圖； 圖16D為圖16C所示裝配環(huán)的剖面圖； 圖16E為用于適于本發(fā)明使用的閥的平板軸承弧的透視圖； 圖16F為圖16E所示平板軸承弧的剖面圖16G為用于適于本發(fā)明使用的閥的密封環(huán)的一個實施例的透朝L
圖16H為圖16G所示密封環(huán)的剖面圖；和 圖161為圖16G所示密封環(huán)上凹槽的剖面圖。
具體實施例方式
雖然以下描述大部分說明的是本發(fā)明的提升系統在美國專利 6， 261， 092的開關閥方面的用途(其披露通過引證在這里引入)，但還 是應該注意到，本發(fā)明并不僅限于任一特別的閥，它可用于任何需要 密封的閥系統。
假定我們熟悉專利'092中所披露的閥。簡言之，圖1和2示出雙 室再生熱氧化裝置IO(催化或非催化)，其如圖所示支撐在框架12上。 氧化裝置10包括外殼15，其中設有第一和第二熱交換室與位于中央部 位的燃燒區(qū)相通。燃燒器(未示出)可以與燃燒區(qū)相連，并有燃燒鼓 風機可以支撐在框架12上，以便向燃燒器提供燃燒用空氣。燃燒區(qū)包 括旁路出口 14，其可與通常通向大氣的排氣煙囪16流體連通?？刂剖?ll容納設備的控制器，也最好定位在框架12上。相對于控制室ll是 支撐在框架12上的風扇(未示出)，以便驅動生產氣體進入氧化裝置 10。外殼15包^"頂部室或頂板17，其有一個或多個入口門18，可以 為操作員提供進入外殼15的通道。本領域中的普通技術人員會意識到，前述有關氧化裝置的描述僅是為了說明起見；其它設計也很好地涵蓋 在本發(fā)明的范圍之內，包括具有多于或少于2個室的氧化裝置、具有 水平定向室的氧化裝置和催化氧化裝置。冷面風室20構成了外殼15 的底部，其在圖2可以很好地示出。如下更為詳細地描述，在冷面風 室20上設有適合的支撐格柵19,其可支撐在每個熱交換塔中的熱交換 基體。在所示的實施例中，熱交換室通過隔墻21分隔開，隔墻21最 好被絕熱。也是在所示實施例中，通過熱交換臺的流是垂直的；生產 氣體從定位在冷面風室20上的閥口進入所迷熱交換臺，向上(朝向頂 板17)流入第一臺，進入與第一臺相通的燃燒區(qū)，流出燃燒區(qū)并進入 第二室，在那里它向下通過第二臺流向冷面風室20。不過，本領域中 的普通技術人員會理解到，其它定向也是適合的，包括水平結構，如 象這樣一種結構，其中熱交換塔互相面對并通過在中部定位的燃燒區(qū) 分隔。
圖3是閥口 25從底部的視圖。板28有2個相對的對稱開口 29A 和29B,其和擋板26 (圖2 ) —起限定了閥口 25。在每個閥口 25中有 可隨意轉動的葉片27。每個轉動葉片27有固定在板28上的第一端， 和從每邊固定在擋板24上的與第一端隔開的第二端。如圖3所示，每 個轉動葉片27從它的第一端向它的第二端變寬，以一定角度向上轉變 角度，然后在27A處變平為水平線。所述轉動葉片H運轉以便在操作 期間導引從閥口放出的生產氣體流遠離閥口 ，以幫助通過冷面風室的 分配。進入冷面風室20的均勻分布有助于確保通過熱交換介質的均勻 分布，以獲得最佳的熱交換效率。
圖4和圖4A示出容納在集管51里的流量分配器50，其中集管51 有生產氣體入口 48和生產氣體出口 49 (雖然部件48可以是出口， 49 可以是入口，但是為說明起見這里將會用前面的實施例)。流量分配 器50包括最好為空心的圓柱形驅動軸52 (圖4A、 5)，其與驅動機構 相連(詳見圖8-10)。連接到驅動軸52的是局部為截頭圓錐體形狀的 部件53。部件53包括由2個相對的餡餅形密封面55、 56構成的匹配 板，其中每個密封面被圓形外緣54連接且從驅動軸52以45°的角度向 外延伸，使得由兩個密封面55、 56和外緣54限定的空隙限定第一氣 體通路或通道60。同樣，第二氣體通路或通道61由相對第一通道的密 封面55、 56和3個傾斜的側板，也就是相對成角度的側板57A、 57B和中央傾斜的側板57C限定。傾斜的側板57將通道60從通道61分離。 所述通道60、 61的頂部i殳計得匹配板28上對稱開口 29A、 29B的形狀， 且在組裝好的條件下，每一個通道60、 61都與各個開口 29A、 29B對 齊。不論流量分配器50在任何給定時間的定向如何，通道61只與入 口 48流體相通，通道60只與出口 49通過風室47流體相通。這樣， 通過入口 48進入集管51的生產氣體只通過通道61流動，從閥口 25 進入通道60的生產氣體只經由風室47通過出口 49流動。
密封板100 (圖6)與限定閥口 25 (圖3)的板28連接。如下更 為詳細地描述，在流量分配器50的頂面和密封板100之間最好采用氣 密，而且最好是空氣密封。流量分配器可圍繞垂直軸經驅動軸52相對 固定板28轉動。這種轉動可移動密封面55、 56，使其與開口 29A、 29B 的部分調整對齊或不對齊。
現在將首先結合圖4、 6和7討論一種密封閥的方法。所述流量分 配器50漂浮在空氣墊上，以便當流量分配器移動時可以將磨損減少到 最小或消除磨損。本領域中的普通技術人員會理解，雖然空氣是優(yōu)選 的，而且為了說明起見在這里也會被提到，但可以使用其它氣體而不 是空氣。空氣墊不僅可以密封閥，而且也會使流量分配器的移動沒有 摩擦或大致沒有摩擦。象風扇或類似物體一樣的加壓輸送系統，其可 以與用于向燃燒區(qū)燃燒器供應燃燒用空氣的風扇相同或不同，用于通 過適合的導管(未示出)和風室64向流量分配器50的驅動軸52供氣。 如圖5和7清晰地顯示，空氣從導管經一個或多個在驅動軸52主體內 在驅動軸52的底部82的上方形成的孔81進入驅動軸52，所述驅動軸 52與驅動機構70相連。盡管所述孔81最好對稱分布在軸52周圍，并 且為均勻起見大小均等，但對孔81的確切位置并不特別限定。如圖5 中箭頭所示，受壓的空氣向軸的上方流動，并且一部分空氣進入一個 或多個徑向導管83，如以下更為詳細地描述，該導管與環(huán)形轉動口 90 上的環(huán)密封件相通并進行供給。沒有進入徑向導管83的一部分空氣繼 續(xù)向驅動軸52上流動直到其到達通道94,通道94將空氣分配到帶有 半環(huán)狀部分95和由飽餅形楔塊55、 56限定的部分的通道。流量分配 器50的匹配面，特別是餡餅形楔塊55、 56和環(huán)形外緣54的匹配面， 如圖4所示，形成有許多孔96。如圖5箭頭所示，受壓的空氣從通道 95通過所述孔96排出通道95，在流量分配器50的頂面和如圖6所示的固定密封板100之間形成空氣墊。密封板IOO包括寬度相當于流量 分配器50的頂面54寬度的環(huán)形外緣102和一對在形狀上與流量分配 器50的餡餅形楔塊55、 56相應的餡餅形元件105、 106。密封板100 與閥口的板28 (圖3)相配(并相連)?？?04可容納連接到流量分 配器50的軸銷59 (圖5)。面向流量分配器的環(huán)形外緣102的下側包 括一個或多個環(huán)形槽99 (圖6A),其與流量分配器50匹配面上的孔 96對齊。最好有2排同心的槽99,和2排相應的孔96。這樣，所述槽 99有助于促成從頂面54內的孔96排出空氣，以在匹配面54和密封板 100的環(huán)形外緣102之間形成空氣墊。此外，從餡餅形部分55、 56的 孔96排出的空氣在餡餅形部分55、56和密封板100的餡餅形部分105、 106之間形成空氣墊。這些空氣墊將還未凈化成干凈的生產氣體流的生 產氣體的泄漏最小化或防止其泄漏。流量分配器50和密封板100的相 對較大的餡餅形楔塊提供了一條通過流量分配器50頂部的長的通路， 未凈化的氣體必須從該通路經過以便引起泄漏。既然流量分配器50在 操作期間的大部分時間內都是固定的，在閥的所有匹配面之間就會形 成難以穿透的空氣墊。
最好受壓的空氣從與傳送生產氣體的風扇不同的風扇傳送到其中 使用閥的設備，以便使密封空氣的壓力高于入口或出口的生產氣體壓 力，從而形成正作用密封。
如圖7和14清晰所示，流量分配器50包括轉動口。流量分配器 50的截頭圓錐體部件53可圍繞起外環(huán)密封件作用的環(huán)形圓柱壁110旋 轉。所述壁110包括用來將壁IIO置于中心且將其夾在集管51上(同 樣見圖4)的外部環(huán)狀法蘭111。有E形內環(huán)密封件116 (最好為金屬 材質)連接到流量分配器50，它有一對隔開平行的凹槽115A、 115B 在其上構成。如圖所示，活塞環(huán)112A位于凹槽115A內，活塞環(huán)112B 位于凹槽115B內。每個活塞環(huán)112相對外環(huán)密封壁IIO偏置，甚至在 流量分配器50旋轉時也保持不動。如圖14箭頭所示，受壓空氣(或 氣體)流過徑向導管83，通過與每個徑向導管83相通的孔84，進入 活塞環(huán)112A、112B之間的通道119和每個活塞環(huán)112和內環(huán)密封件116 之間的縫隙。當流量分配器相對固定圓柱壁IIO(和活塞環(huán)112A、 112B) 轉動時，通道119內的空氣使兩個活塞環(huán)112A、 112B之間^f空間增壓， 從而形成一種持續(xù)和無摩擦的密封?；钊h(huán)112和內活塞密封件116之間的縫隙，以及內活塞密封件116和壁110之間的縫隙85可以調節(jié) 驅動軸52內任何因熱增長或其它因素而產生的(軸向或另外)移動。 本領域中的普通技術人員會理解，雖然示出的是雙活塞環(huán)密封，但為 進一步密封也可以用三個或更多的活塞環(huán)?？梢杂谜龎夯蜇搲好芊?。
圖15示出向軸52供應受壓空氣的風室64如何相對驅動軸52密 封。除了密封件不受壓外，其密封方式與上述轉動口的方式相類似， 并且只需要一個活塞環(huán)用于風室64上下的各個密封。用風室64上的 密封作示范，在其中通過鉆孔中部凹槽形成C形內環(huán)密封216。起外環(huán) 密封作用的固定環(huán)形圓柱壁210包括用來將壁210置于中心并將其夾 在風室64上的外部環(huán)狀法蘭211。固定活塞環(huán)212位于在C形內環(huán)密 封件216中形成的凹槽內，并相對壁210偏置。活塞環(huán)H2和C形內 部密封件216的鉆孔之間的縫隙，以及C形內密封件216和外圓柱壁 210之間的縫隙可調節(jié)驅動軸52因熱膨脹或類似因素而產生的任何移 動。如圖15所示，類似的圓柱壁310、 C形內部密封件316和活塞環(huán) 312用在風室64的對邊。
圖16-161示出了用于密封的可選的實施例，且與共同懸而未決的 美國專利申請09/849， 785所示的一樣，其披露在這里通過引證在此引 入。首先參見圖16,保持環(huán)密封件664，其最好由碳鋼制成，示出接 附在轉動組件53上。如圖16A中的透視圖所示，保持密封環(huán)664最好 是開口環(huán)，并具有如圖16B所示的截面。將環(huán)開口有助于安裝和去除。 盡管可以使用其它適合的裝置接附環(huán)664，但保持密封環(huán)6"可以用有 頭螺釘140接附在轉動組件53上。最好轉動組件包括用于將保持環(huán)密 封件正確地定在位置上的凹槽。
相對保持密封環(huán)664是安裝環(huán)091，可清晰地見于圖16C和16D。 安裝環(huán)091也用有頭螺釘140'連接到轉動組件53，在轉動組件上形成 用于正確定位安裝環(huán)091的凹槽。
在所示的實施例中，轉動組件圍繞垂直軸轉動，當密封環(huán)6W相 對安裝環(huán)091滑動時，其重量可能引起磨損。為了減少或消除這種磨 損，安裝環(huán)663形成有沿其周圍形成的舌片401,如圖16D清晰所示， 最好在中部定位。任選的平板軸承弧663有在形狀和位置上與舌片401 相應的凹槽402 (圖16E、 16F)，并且如圖16所示，在組裝時它位于 安裝環(huán)091之上。平板軸承弧663最好用不同于密封環(huán)的材料制青銅、陶瓷或其它不
同于密封環(huán)658所用金屬材料的金屬。
在保持密封環(huán)664和弧663之間定位的是密封環(huán)658。如圖16G和 16H所示，密封環(huán)658有貫穿其周圍形成的徑向槽403。如圖16所示， 在密封環(huán)658的一條邊上，徑向槽403結束于周圍半圓形結構，以便 當密封環(huán)658鄰靠密封環(huán)外殼659時形成分配槽145。替代的，可以使 用一條以上徑向槽403。在所示實施例中，環(huán)密封件658也有與徑向槽 403相通且與其正交的鉆孔404。通過對所述鉆孔404加壓，可形成一 種平衡，其中防止密封環(huán)658因其自身重量而向下移動。如果所述閥 的方向不同，如旋轉180°，可以在密封環(huán)658的上部形成鉆孔404。 替代的，在上部或下部或上、下部兩者可以使用一個以上鉆孔404。如 果，例如，方向旋轉90。，則不需要平衡。既然密封環(huán)658保持不動且 所述外殼也不動，則密封件658不需要為圓形；包括橢圓形和八角形 的其它形狀也適合。環(huán)密封件658可以為一片，或兩片或以上。
環(huán)密封件658相對環(huán)密封外殼659偏置，即使在流量分配器50(和 密封環(huán)664、平板軸承663和安裝環(huán)091 )轉動時也保持不動。如圖16 箭頭所示，受壓空氣(或氣體)流過徑向導管83，進入徑向槽403和 鉆孔404，也流入環(huán)密封件658和外殼659之間的分配槽H5，保持環(huán) 密封件664和外殼659之間的縫隙，以及弧663和外殼659和安裝環(huán) 091和外殼659之間的縫隙。當流量分配器相對固定外殼659 (和固定 密封環(huán)658 )轉動時，這些縫隙中的空氣對形成持續(xù)和非摩擦密封的空 間加壓。分配槽145將環(huán)密封658的外表面分成3個區(qū)，2個與外鉆孔 接觸，以及中部壓力區(qū)。
通過使用單密封環(huán)組件，可消除推動或拖拉雙活塞環(huán)密封件分開 的力。此外，當數字部分減少時，可實現節(jié)省，并且單環(huán)可以制成有 較大的橫截面，并因而可以用在大小上更穩(wěn)定的部件制成。所述環(huán)可 以分成兩半部，以便能夠更容易的安裝和替換。壓縮彈簧或其它偏置 裝置可以放置在開口的凹槽孔405 (圖161)內，以便使環(huán)產生對鉆孔 的向外的力。
圖15示出向軸52提供受壓空氣的風室64相對驅動軸52密封。 除了密封不受壓外，密封方式與上述轉動口采用的方式相同，并且對 風室64上部和下部的每個密封只需要一個活塞環(huán)。用風室64上部的密封作為例子，通過在其中鉆孔中部槽形成C形內環(huán)密封件216。相當 于外環(huán)密封件起作用的固定環(huán)形圓柱壁210包括外部環(huán)狀法蘭211，用 于將壁210置于中部并將其夾在風室64上。固定的活塞環(huán)212位于在 C形內環(huán)密封件216上形成的槽內，并相對壁210偏置?；钊h(huán)212和 C形內密封件216的鉆孔之間的縫隙，以及C形內密封件216和外圓柱 壁210之間的縫隙可以調節(jié)驅動軸52的任何因熱膨脹或類似因素而產 生的移動。如圖15所示，在風室64的相對邊上采用相似的圓柱壁310、 C形內密封件316和活塞環(huán)312。
現在參見圖8和9，其示出了用于流量分配器50的合適的驅動機 構的細節(jié)。氣缸800置于驅動底部802之下，并通過如接附到容納軸 承806的軸襯805的螺桿連接其上。如所示，底部802還支撐托架804 上的臨近傳感器803,相對的齒條支撐托架807A、 807B。導軸808位 于軸承806內。正齒輪809有容納用于轉動齒輪的軸808的中孔。一 對相對的齒條810每個齒條都有4艮多齒，當正確定位在齒輪809相對 邊上時，這些齒與正齒輪809上的齒輪緊密配合。每個齒條810都用 合適的聯接器接附到相應的用于齒條動作的氣缸812上。
現在將結合圖11描述所使用的根據本發(fā)明的用于導致無摩擦或基 本上無摩擦的岡的移動的力或反力的作用?？諝庀?0保持最好至少 約80磅的壓縮空氣。如上所述，空氣箱450與向前向后推動閥的驅動 機構的氣缸812流體連通。氣缸812的動作可以通過螺線管451控制。 空氣箱450 (或不同的空氣箱)也向所示的低壓調節(jié)器460和高壓調節(jié) 器461供應壓縮空氣。調節(jié)器460、 461與開關465相通，其最好是螺 線管。螺線管在兩個調節(jié)器間轉換供氣壓。作為一種安全措施可以使 用任意的放泄閥467。例如，如果發(fā)生停電現象，放泄閥467會阻塞用 于密封閥的壓縮空氣流，使閥下落并因而打開通路，以便防止再生氧 化裝置臺中任何一個產生過熱。壓力計468、壓力傳送器和低壓安全開 關也可用來監(jiān)控壓力并在發(fā)生故障時作為一種安全預防措施用來降低 壓力。
在應用再生熱氧化裝置的環(huán)境中，流量分配器so多半時間(例如
約3分鐘)都處于固定密封位置，并且只有在循環(huán)期間(例如約3秒 鐘)才處于移動方式。當固定時，通過高壓調節(jié)器461、閥465和驅動 軸52供送相對較高的壓力以相對閥座(即密封板IOO)密封流量分配器。供應的壓力必須足以抗衡流量分配器的重量并將其靠置閥座密封。
在閥移動之前，如約2-5秒前，螺線管465從由高壓調節(jié)器461供氣 向由低壓調節(jié)器460供氣轉換，并因而降低了 (通過驅動軸52)向流 量分配器供應的壓力，并且允許流量分配器"漂浮"以便隨后無摩擦 或接近無摩擦地移向它的下一位置。 一旦到達下一位置，螺線管465 就從由低壓調節(jié)器的供氣向由高壓調節(jié)器的供氣轉換回來，并且通過 驅動軸52供應足以再次密封閥的壓力。
通過低壓和高壓調節(jié)器供應的特別的壓力部分取決于流量分配器 的大小，可以很容易地由本領域中的普通技術人確定。作為說明，對 于可處理6000立方英尺每分鐘流量的閥，已經發(fā)現合適的壓力是低壓 15磅每平方英寸，高壓(密封壓力)40磅每平方英寸。對于可處理 10， 000到15， OOO立方英尺每分鐘流量的閥，已經發(fā)現合適的壓力是低 壓28磅每平方英寸，高壓50磅每平方英寸。對于可處理20， OQO到 30， 000立方英尺每分鐘流量的閥，已經發(fā)現合適的壓力是低壓42磅每 平方英寸，高壓80磅每平方英寸。對于可處理35，000到60，G0()立方 英尺每分鐘流量的閥，已經發(fā)現合適的壓力是低壓60磅每平方英寸， 高壓80磅每平方英寸。
在本發(fā)明的另一個實施例中，采用了一種類似的系統來向驅動軸 52傳送合適的壓力以密封和啟封所述閥50。例如，參照圖1U，當閥
處于密封方式時，可以向與調節(jié)器，如最好設置在熱封閉內的電動氣 動壓力調節(jié)器700相通的壓力傳送器輸送信號。這樣會使調節(jié)器700 允許供應一定的壓力以密封流量分配器50。在流量分配器移動或就在 此移動之前，壓力傳送器指示調節(jié)器700降低或消除密封壓力，以便 流量分配器50無需與密封板IOO接觸就可移動。這樣，調節(jié)器基于控 制信號調節(jié)了輸出氣壓，該控制信號可允許氣壓從0至100%范圍內傳 送。如果控制信號移除(即置零)，則調節(jié)器將輸出壓力降低為零， 使流量分配器下降并停止從一 室到另 一室的密封。
施加到提升和密封流量分配器50或降低和啟封流量分配器50的 壓力數量可以用與壓力傳送器相通的可編程邏輯控制器(PLC)控制。 這允許額外的靈活性，因為所施加壓力的準確數量可以根據環(huán)境輸入。 例如，在通過氧化裝置的較低氣流上，可以只需較少的壓力來密封閥。閥。這些操作方式可以直接由可編程邏輯控制器控制或感測，可以隨 著時間地流逝持續(xù)或不斷地監(jiān)控和調節(jié)。例如，在"烘烤，，方式期間 可以降低壓力以使閥在高溫操作時很容易地張開。所述壓力也可根據 氣流通過氧化裝置的量的變化來降低或增加。這一點可以做到，以補 償岡的空氣動力特性(如，它提升或降低氣壓的趨勢)。也可以在較 低的氣流上需要較高的密封壓力。這一實施例也可提供一種固有的安 全特性，即使氣流突然下降或完全停止，壓力傳送器也能立刻將密封
壓力降至零，從而使閥50降落。所供的壓力數量也可遙控監(jiān)控和輸入。 圖12示出了本發(fā)明可選的實施例。在這個實施例中，流量分配器 50的驅動軸52的密封壓力得到穩(wěn)定的供應，并在閥移動期間用反力來 抵銷密封壓力。在所示實施例中，這一反力如下提供。在密封板100 上形成了環(huán)形腔或槽490 (示于截面)。環(huán)形槽490可通過口 491與來 自源495的壓縮空氣流體連通。在閥移動時刻或就在閥移動之前(例 如O. 5秒)，螺線管493被激活，壓縮空氣被引導流過流量控制閥494 并通過口 491進入環(huán)形槽490。有足夠的壓力凈皮供應，它通過槽 散布在閥的頂部，以便抵銷偏置閥至密封位置的密封壓力。這在密封 板100和流量分配器50的頂部之間形成了一條縫隙，從而4吏流量分配 器和密封板在移動期間不會相互接觸。在移動完成時，環(huán)形槽內氣流 減少或停止直至下一循環(huán)。結果高的密封壓力再次使流量分配器相對 密封板密封。本領域中的普通技術人員能夠容易確定抵銷高密封壓力 所需的壓力。
任選的是，用來供應反力的壓縮空氣也可用來冷卻驅動軸承409。 為此，示出了通過流量控制閥494'向軸承409供應壓縮空氣的冷卻回 路。
可以使用其它的用來供應反力以克服高密封力的方法，該方法在 本發(fā)明范圍內。例如，圖13示出了氣缸620,它的定位可以使流量分 配器50在驅動時能夠受力離開密封板100。這樣，氣缸6M就可用足 夠的力推靠流量分配器50中軸的銷59 (圖5)，以抗衡閥移動期間的 高壓密封力。 一旦流量分配器在其新位置上定位，所述氣缸就可縮回 直至下一循環(huán)。
在進一步的實施例中，既可以用磁力將流量分配器吸入與密封板 IOO的密封關系中，也可以在閥移動期間將其移出密封關系。例如，可以激勵在密封板100中定位的電磁體來密封閥，并在閥移動期間給其
去除激勵，以使流量分配器從與密封板的密封關系中退出來進行無摩 擦移動。
如前所述，本發(fā)明可以用在其它用空氣或氣體密封的閥中。例如，
可以用與驅動軸52相似的提升缸相對閥座密封提升閥?？梢圆捎帽景l(fā) 明的系統根據工藝條件調節(jié)用來密封閥的壓力數量。這樣，在特別的 再生熱氧化裝置應用中，如果生產氣體的流量低于正常值，在仍能獲 得適當密封的情況下可以降低用來密封提升閥的壓力(相對生產氣體 流量較高時的所需量)。這可以通過減少磨損幫助延長提升閥壽命。
權利要求
1. 一種用于在閥移動期間減少摩擦的系統，其包括流量分配器；閥座；與所述流量分配器相關聯的驅動器，用于將所述流量分配器從第一固定位置移到第二固定位置；與所述流量分配器流體連通的壓縮氣體源；第一調節(jié)器，當所述流量分配器位于所述第一或所述第二固定位置時，該第一調節(jié)器用于以足夠相對所述閥座密封所述流量分配器的第一壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器；和第二調節(jié)器，當所述流量分配器在所述第一和第二固定位置間移動時，該第二調節(jié)器用于以低于所述第一壓力的第二壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器。
2. 如權利要求l所述的系統，其進一步包括與所述第一和第二調 節(jié)器相連通的螺線管，用于交替所述調節(jié)器向所述流量分配器供應所 述壓縮氣體。
3. 如權利要求2所述的系統，其進一步包括位于所述螺線管下游 的放泄閥，用于可選擇地阻止壓縮空氣流到所述流量分配器。
4. 如權利要求l所述的系統，其中所述驅動器包括空心驅動軸， 和其中所述壓縮空氣與所述流量分配器通過所述空心驅動軸流體連通。
5. 如權利要求l所述的系統，其中所述流量分配器包括具有許多 孔的頂面，和其中所述密封由流出所述孔并在所述頂面和所述閥座之間形成空氣墊的所述壓縮空氣形成。
6. —種用于在閥移動期間減少摩擦的系統，其包括 流量分配器；閥座；與所述流量分配器相關聯的驅動器，其用于將所述流量分配器從 第一固定位置移到第二固定位置；與所述流量分配器流體連通的壓縮氣體源；壓力調節(jié)器，當所述流量分配器位于所述第一或所述第二固定位 置時，該壓力調節(jié)器以足以相對所述閥座密封所述流量分配器的第一壓力供應所述壓縮氣體到所迷流量分配器，當所述流量分配器在所述 第一和第二固定位置間移動時，該壓力調節(jié)器以低于所述第一壓力的 第二壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器。
7. —種用于處理氣體的再生熱氧化裝置，其包括 燃燒區(qū)；排氣裝置；包含熱交換介質的第一熱交換臺，其與所述燃燒區(qū)和所述排氣裝 置相通；包含熱交換介質的第二熱交換臺，其與所述燃燒區(qū)和所述排氣裝 置相通；至少一個用于在允許所述氣流進入所述第一熱交換臺的第一固定 方式、移動方式和允許氣流進入所述第二熱交換臺的第二固定方式間 交替的閥，所述閥包括閥驅動裝置和閥座；當所述閥處于所述第一或第二固定方式時用于相對所迷閥座密封 所述閥的裝置；和當所述閥處于所述移動方式時用于啟封所述閥的裝置。
8. 如權利要求7所述的再生熱氧化裝置，其中所述用亍密封所述閥的裝置包括通過所述閥以足以在所述閥和所述閥座之間形成空氣墊 的第一壓力供應壓縮氣體。
9. 如權利要求8所述的再生熱氧化裝置，其中所述用于啟封所述 閥的裝置包括以低于所述第一壓力的第二壓力供應壓縮氣體到所述 閥。
10. 如權利要求7所述的再生熱氧化裝置，其中所述用于密封所 述閥的所述裝置包括提供相對所述閥的力，以使所述閥與所述閥座處 在密封關系中，和其中所述用于啟封所述閥的裝置包括提供與所述力 相反的反力。
11. 如權利要求10所述的再生熱氧化裝置，其中所述力通過以第 一壓力經所述軸供應壓縮氣體來施加，和其中所述反力通過以與所述 力相反且足以破壞所述密封的量的第二壓力供應壓縮空氣來施加。
12. 如權利要求7所述的再生熱氧化裝置，其中所述閥是提升閥。
13. 如權利要求12所述的再生熱氧化裝置，其進一步包括至少一 個傳送管道岡，用于基于所述提升閥的位置控制到所述密封界面的密封氣體流。
14.如權利要求7的再生熱氧化裝置，其中所述閥是蝶形閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及雙提升系統。一種用于在閥移動期間減少摩擦的系統，其包括流量分配器；閥座；與所述流量分配器相關聯的驅動器，用于將所述流量分配器從第一固定位置移到第二固定位置；與所述流量分配器流體連通的壓縮氣體源；第一調節(jié)器，當所述流量分配器位于所述第一或所述第二固定位置時，該第一調節(jié)器用于以足夠相對所述閥座密封所述流量分配器的第一壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器；和第二調節(jié)器，當所述流量分配器在所述第一和第二固定位置間移動時，該第二調節(jié)器用于以低于所述第一壓力的第二壓力供應所述壓縮氣體到所述流量分配器。
文檔編號F16K31/122GK101430096SQ20081014906
公開日2009年5月13日 申請日期2003年6月24日 優(yōu)先權日2002年8月28日
發(fā)明者G·施密德特, J·T·卡什, K·溫多夫 申請人:美格特克系統公司