[发明专利]一种四通阀及其工业炉窑

说明书

本发明公开了一种四通阀及其工业窑炉，四通阀包括阀体、通风口和摆叶，阀体包括侧面、上盖和下盖，通风口周向设置在侧面上，摆叶包括摆叶轴和摆叶板，摆叶轴枢接在阀体内，所述摆叶板的至少一端设置有用于摆叶板在转动的过程中可覆盖部分通风口的通风面积的挡风件。本发明集体积小、防冲击、防泄漏、防噪音、防卡死卡阻、耐高温、快速、工作稳定和故障率低等优点，生产安装成本低、执行机构少，使用寿命长，便于推广应用。

技术领域

本发明属于机械和热能动力工程技术领域，特别涉及一种体积小、防冲击、防泄漏、防噪音、防卡死卡阻和耐高温的快速特种阀门以及使用这种阀门的节能工业炉窑。

背景技术

在工业炉窑中，为了减少污染、降低能源消耗，很多的工业炉窑都采用了蓄热式余热回收系统。蓄热式余热回收系统必须采用鼓风机、引风机和至少两个蓄热箱，为了将尾气中的余热留下再返回炉膛，两个蓄热箱的使用就是为了交替蓄热(余热留下)和放热(余热返回炉膛)，这就必须要在鼓风机、引风机以及两个蓄热箱之间有个“阀门”或功能等同的阀组完成这个气流交替变换的功能。目前，通常使用四通阀实现该功能。

如图1和图2所示，在使用现有四通阀的蓄热式余热回收系统中，气流换向时需要四通阀的摆叶板在两个工作位之间频繁转动，并在到达工作位置时摆叶板和摆叶门框14之间处于密封状态。又如图10所示，蓄热式余热回收系统中四通阀需要安装在两个蓄热箱之间。其存在如下问题：

一、体积问题。由于要保证炉膛内流场符合燃烧系统安全、节能和环保运行、而且要更便于维护等要求，两个蓄热箱之间的距离往往比较狭窄，大部分时候不到800。四通阀体积不够小就无法按图10的方案安装，只能大量增加四通阀与蓄热箱之间的管道长度将四通阀安装在另外一个地方。因此图10的四通阀安装方案是最佳的安装方案，需要四通阀体积足够小。这个方案中四通阀和与它连接的两个蓄热箱之间的管道长度为最短，四通阀切换时，需要回流炉膛的烟气体积最小。回流烟气中缺少助燃的氧气，回流的烟气最少就是对炉膛内燃料燃烧造成的不利影响最小。

二、冲击问题。以图1的四通阀用于蓄热式余热回收系统为例，摆叶板在工作位一43和工作位二44之间切换的过程中，如图3所示，在气流切换的过渡时间里(摆叶板处于竖直位置附近一定范围内)鼓风机(通风口一21)和引风机(通风口三23)之间直接连通，引风机抽不到炉膛烟气、鼓风机吹进来的风不进入炉膛直接到引风机排出，这样通过鼓风机和引风机的风量急剧大量增加，导致鼓风机和引风机电机电流突然猛增，可能引起电流超过最高限而停机甚至烧毁电机；另一方面，如用专利2019208110031的现有技术四通阀，分别在切换过程中完全切断与鼓风机和引风机连接的气流通道，鼓入的风和进入主烟道的气流均为零，又会导致风机电流突然巨幅降低。这时四通阀不允许烟气排出，一次风在炉膛内产生的烟气没有通路排出，破坏炉膛压力平衡并引起炉膛压力升高、烟气从炉门缝隙挤出到车间污染工作环境。这是生产安全和环保法规不允许的。

大幅增加的气流或突然变零的气流流入排烟主管道，大幅增加了或减少了排烟主管道的压力，引起排烟主管道压力大幅波动，造成某些低压设备气流倍增、大幅降低甚至倒灌、严重影响旁边设备(包括其它正在工作的炉子的蓄热式燃烧系统)、后续环保设备的平衡工作状态。

三、换向速度问题。以图1的四通阀为例，用第一摆叶板32的运动来说明。摆叶板30在工作位一43和工作位二44之间切换的过程中，气流切换的过渡时间以第一摆叶板32的侧边掠过通风口一21的最左边点开始，至掠过通风口一21的最右边点结束。这个时间太长，就会缩短系统的有效运行时间，同时增加了风机冲击的严重程度。