帶有沖洗作用的截流構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種截流構(gòu)件，其用于運(yùn)輸化學(xué)不穩(wěn)定的流體，尤其是處于高壓下的 高粘性流體，的管道。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)包含有多個極不相同的截流構(gòu)件，這些截流構(gòu)件主要是在封閉狀態(tài) 下適于實(shí)現(xiàn)可靠的密封，同時(shí)實(shí)現(xiàn)簡單的操作。在大多數(shù)情況下，這通過封閉元件的偏心安 裝和/或偏心設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)。
[0003] 例如，US 3, 552, 434 A公開了具有壓桿的旋塞閥，所述壓桿在封閉狀態(tài)下將封閉 元件壓在密封件擠上。由于在封閉狀態(tài)下或者處于低流通時(shí)阻礙在特定區(qū)域內(nèi)的沖洗流動 的出口側(cè)的橫向開口和在打開位置的小間隙的橫截面，使得該裝置不適用于高粘性的或者 聚合的、熱不穩(wěn)定的流體。
[0004] US 3, 314, 645 A也公開了一種旋塞閥，其中該旋塞閥具有偏心設(shè)置的開口。然而， 由于在基座和蓋子處形成的死空間，以及貫通孔的不適宜的布置形式，該旋塞閥的幾何結(jié) 構(gòu)也對流動具有不利的影響，使得對于高粘性的介質(zhì)來說，在產(chǎn)生的"死空間"內(nèi)出現(xiàn)流體 的堆積物或者沉積物。這尤其應(yīng)用在旋塞閥的局部開口，其中僅僅穿過空置空間的部分發(fā) 生流動。
[0005] FR 1 142 546 A公開了一種閥門，其具有偏心安裝的非對稱封閉元件，在打開位 置圍繞該封閉元件發(fā)生流動。在這種情況下，密封力一定會通過偏心的安裝和恒定的扭矩 而施加至密封表面。特別地，對于高壓設(shè)備來說，這種情況由于較高的力和粘性而會導(dǎo)致困 難。此外，更加不利地是，其包括十分復(fù)雜的，并因而昂貴的封閉元件的設(shè)計(jì)。
[0006] GB 2 376 056 A公開了一種中央加熱的截流閥，其具有封閉元件，圍繞該封閉元 件在外部發(fā)生流動。然而，由于封閉元件的位置和形狀以及部分的小間隙或者無間隙的橫 截面，其不能夠?qū)崿F(xiàn)沒有死空間的均勻沖洗。
[0007] US 2, 803, 426 A描述了一種用于含固體媒質(zhì)的旋塞閥，其中通過偏心密封的封閉 元件來實(shí)現(xiàn)密封效果。由于不適宜的流動條件，因此不可避免地產(chǎn)生了沒有沖洗的死空間。 由于所需要的關(guān)閉功能，因此也不可能存在用于可靠沖洗間隙的適合的間隙通道。
[0008] DE 11 27 853 B和US 4, 103,868 A試圖以不同的方式獲得簡單的操作。DE 11 27 853 B公開了一種用于高壓系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)的或者橫向活動的滑塊，該高壓系統(tǒng)在外殼內(nèi)具 有間隙，用以抵消在截流位置的高壓力；然而卻不提供從進(jìn)口通過該間隙到出口的沖洗流 動。US 4, 103, 868 A試圖采用特殊形式的封閉元件來使在打開和關(guān)閉過程中的液壓力最小 化。然而，這造成了不明確的流動條件和在封閉元件區(qū)域中的死空間。
[0009] 為了在轉(zhuǎn)換過程中保護(hù)密封表面，US 4, 542, 878 A公開了一種具有底切表面的球 閥，其中在每種情況下都在進(jìn)口處和出口處設(shè)置成對的密封表面，使得在打開位置和關(guān)閉 位置都產(chǎn)生流體被封閉。
[0010] 在至此所列出公開了截流構(gòu)件的文獻(xiàn)中，在大多數(shù)情況下，間隙形成在封閉元件 和外殼之間，通常會產(chǎn)生副作用。然而，這些間隙相比可靠的密封是次要的，從而使得在間 隙區(qū)域內(nèi)的死空間起不到任何作用也沒有引起任何注意。沒有一個文獻(xiàn)考慮到高粘性和熱 不穩(wěn)定的流體，從而使沒有死空間的間隙的特定沖洗也似乎是不利的，或者甚至是不必要 的。因此，沒有一個文獻(xiàn)公開了這樣的截流構(gòu)件，其適用于并設(shè)計(jì)用于運(yùn)輸高粘性和熱不穩(wěn) 定流體的管道。
[0011] 此外，已知這樣的球閥，其中設(shè)置盲孔用來抵消在在密封元件中死空間內(nèi)的壓 力升高，從而使得一旦出現(xiàn)不可承受的高壓，密封表面就彈性地提供通道（DE 44 33 985 Al)。然而，這種配置形式具有在死空間內(nèi)不能避免壓力升高的缺點(diǎn)。此外，這種配置形式 依賴于彈性密封元件，所述彈性密封元件在一些應(yīng)用（例如，處于高溫下，或者具有含催化 劑的流體）中不能夠使用。
[0012] 專利說明書US 6, 267, 353描述了一種截流構(gòu)件，在這種截流構(gòu)件中設(shè)置有大范 圍的死空間，意圖能夠利用流過的流體更方便地沖洗這些死空間?；诹黧w（尤其是粘性 流體），沒有按照所希望的那樣發(fā)生這種情況，并且導(dǎo)致了永久的沉積。
[0013] US 2008/0105845 Al和US 2011/0309280 Al描述了球閥，其球形塞在部分打開的 位置被沖洗。然而，在完全打開的位置（US 2008/0105845 Al)和關(guān)閉的位置（兩個專利） 形成了封閉的死空間，在死空間內(nèi)化學(xué)不穩(wěn)定的流體會分解，并且可能由于非常大的壓力 而導(dǎo)致類似爆炸的反應(yīng)。因此，建議這些球閥主要與化學(xué)穩(wěn)定的流體一起使用，例如用在食 品產(chǎn)業(yè)。根據(jù)US 2008/0105845 Al設(shè)計(jì)的球閥的沖洗適用范圍受限于部分打開位置的操 作狀態(tài)，因此這種設(shè)計(jì)優(yōu)選為僅僅適用于流動量調(diào)節(jié)的目的。由于形成的封閉的死空間構(gòu) 成相當(dāng)大的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此以這種方式形成的設(shè)備完全不適用作為截流構(gòu)件。
[0014] 在專利說明書US 3, 464, 494和EP 0 781 356 Bl中描述了閥門的應(yīng)力釋放孔。然 而，這種通向閥門外部區(qū)域的應(yīng)力釋放孔具有損失流體的缺點(diǎn)，并且需要對應(yīng)力釋放孔的 復(fù)雜的壓力控制，尤其為了在不同壓力下使用而要選擇性地使用特殊裝置時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的截流構(gòu)件，其適于這樣的操作條件，即該操作條件尤 其適用于運(yùn)輸化學(xué)不穩(wěn)定的流體，且沒有在構(gòu)件的死空間內(nèi)形成有危險(xiǎn)的分解產(chǎn)物。在這 種情況下，尤其應(yīng)該保證對封閉元件和閥門外殼之間的空置空間或者間隙的特有的或者盡 可能的無死空間沖洗，即重要的是避免空置空間區(qū)域無沖洗流流過，或者避免用極微弱的 沖洗流動沖洗所述區(qū)域。尤其是，應(yīng)該在任何情況下（即優(yōu)選為在封閉元件的每個位置） 防止流體包在截流構(gòu)件的外殼內(nèi)?？梢岳瞄g隙速度、空置空間轉(zhuǎn)換范圍，利用沖洗流速比 例和沖洗數(shù)來表示重要的操作條件，正如根據(jù)本發(fā)明在下文中進(jìn)一步說明的那樣。然而，對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，清楚地知曉根據(jù)本發(fā)明上文列出的操作條件也必須伴以更進(jìn)一步 的操作措施或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因而，由成分纖維素/氧化銨/水構(gòu)成的熱不穩(wěn)定流體是已知 的，其能夠在特定的工藝條件下進(jìn)行放熱反應(yīng)。對運(yùn)輸纖維素/氧化銨/水溶液而言，能夠 引起并促進(jìn)放熱反應(yīng)的因素是，例如，增加的生產(chǎn)溫度（>100°c )、減少的水容量、增加的過 渡金屬離子的份數(shù)（> IOppm鐵）（基準(zhǔn)水平）、增加的過氧化氫份數(shù)和對于聚合物運(yùn)輸系 統(tǒng)不適宜的材料的使用（例如，有色金屬、未鈍化的不銹鋼、碳鋼），所述聚合物運(yùn)輸系統(tǒng)可 以由管道、熱交換器和運(yùn)輸泵組成。
[0016] 除了前述的安裝和工藝技術(shù)操作條件，本發(fā)明還提供截流構(gòu)件和使用所述截流構(gòu) 件執(zhí)行的工藝，為了避免在打開位置的死空間，能夠?qū)m于操作條件（特別是對于在運(yùn)輸 化學(xué)不穩(wěn)定或者熱不穩(wěn)定流體的管道上使用）的在內(nèi)部安裝的封閉元件或者封閉部分進(jìn) 行沖洗。在權(quán)利要求中對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的限定。
[0017] 本發(fā)明尤其涉及一種截流構(gòu)件或者截止閥，其包括閥門外殼和封閉元件，所述閥 門外殼具有內(nèi)部、至少一個進(jìn)口和至少一個出口，所述封閉元件在所述內(nèi)部繞軸線可旋轉(zhuǎn) 地安裝，其中在所述封閉元件和所述閥門外殼之間存在空置空間，所述空置空間用于在進(jìn) 口和出口之間的流體流動，并且在閥門外殼和封閉元件之間至少一個進(jìn)口處設(shè)置一對密封 表面，其中所述封閉元件的密封表面（密封件）通過封閉元件的旋轉(zhuǎn)而可樞轉(zhuǎn)，并且在所述 截流構(gòu)件的鎖閉位置通過流體密封性地壓在所述閥門外殼的密封表面上而關(guān)閉所述進(jìn)口， 其特征在于，所述密封表面距離軸線或者球體的中心點(diǎn)的距離大于軸線或者所述球體的中 心點(diǎn)到所述封閉元件的其它外部區(qū)域的距離，以便形成空置空間，所述空置空間在所述鎖 閉位置以流體連通的形式與所述出口連接，和/或其特征在于，所述密封表面距離軸線或 者球體的中心點(diǎn)的距離短于軸線或者球體的中心點(diǎn)到所述閥門外殼的內(nèi)部的其它區(qū)域的 距離，以便形成空置空間，所述空置空間在所述鎖閉位置以流體連通的形式與所述出口連 接。所述截流構(gòu)件可以用于雙側(cè)定向，或者從所述進(jìn)口到所述出口，或者從所述出口到所述 進(jìn)口。在此使用對進(jìn)口和出口的指定，用以區(qū)分開口。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的截流構(gòu)件能夠使管路可靠地關(guān)閉，用以斷開在進(jìn)口和出口之間的流 體流動。在這種情況下，本發(fā)明不限于具有一個進(jìn)口和一個出口的截流構(gòu)件，而是除了這種 實(shí)施方案，也可以具有多個進(jìn)口和/或出口。以這種形式，可以將根據(jù)本發(fā)明的截流構(gòu)件用 作為分配件或者組合件或者作為在不同的進(jìn)口和出口之間的轉(zhuǎn)換開關(guān)。在特定的實(shí)施方案 中，根據(jù)本發(fā)明的截流構(gòu)件具有一個、兩個、三個或者更多個進(jìn)口。
[0019] 為了封閉，在截流構(gòu)件的內(nèi)部空間設(shè)置封閉元件，所述封閉元件繞軸線可旋轉(zhuǎn)地 設(shè)置，并且一旦旋轉(zhuǎn)到鎖閉位置，就堵住所述進(jìn)口、多個進(jìn)口或者全部的進(jìn)口。通常，在鎖閉 位置和打開位置，所述出口保持為不堵住的，從而使得流體能夠在任何時(shí)候排出封閉構(gòu)件。 特別地，利用與出口流動連通的空置空間而使得這種排出成為可能。優(yōu)選地，空置空間在鎖 閉元件的每個旋轉(zhuǎn)位置都與出口連接，從而使得流體能夠在任何時(shí)候排出空置空間。
[0020] 所述空置空間能夠沖洗所述封閉元件。其可以由在外殼的凹部或者銑削的凹部形 成，或