本公開大體上涉及供煤閥，并且更具體地涉及具有多孔金屬過濾器的用于加壓惰性氣體的供煤閥。

背景技術(shù)：

在供煤閥中典型地存在煤顆粒，這些煤顆粒懸浮在流過該供煤閥的工藝流體之中，這將會引起諸多問題，例如使得該供煤閥的多種零件磨損、退化和/或損壞。為了防止煤顆粒潛在地磨損或者損壞填充件或者密封件，標(biāo)準(zhǔn)的供煤閥典型地包括波紋管單元或者其他隔離設(shè)備，以便將工藝流體與填充件或者密封件隔開。

然而，在供煤閥中使用波紋管單元會具有多種缺點。例如，波紋管單元設(shè)計復(fù)雜、難于制造并且價格昂貴，這將會極大地增加供煤閥的成本。波紋管單元中的所有焊接處必須具有高的質(zhì)量，以便耐受供煤閥內(nèi)的壓強并且為了將供煤閥中的桿和閥塞適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)需要容差小。由于復(fù)雜性的緣故，波紋管單元也難于維修和更換。

此外，波紋管單元的使用會限制供煤閥的行程。對于供煤閥來說還需要更長的閥蓋來提供用于波紋管單元的空間，從而使得其不會被過度壓縮，這將使得該供煤閥比沒有波紋管單元的供煤閥更長。

再者，波紋管單元仍會包含死角，這將會捕獲懸浮的煤顆粒并且阻止任何加壓氣體到達煤顆粒處。懸浮的煤顆粒的集聚可能會在波紋管單元的邊緣處的死角處凝結(jié)，然后運動將會破壞該波紋管單元。

最后，波紋管單元本身是動態(tài)零件并且本身也潛在地易受懸浮在流動的工藝流體中的煤顆粒的侵害從而磨損和/或損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個示例方面，供煤閥包括致動器和耦接至致動器的閥單元。所述閥單元具有閥體和固定至所述閥體的閥蓋。所述閥體限定工藝流體入口和工藝流體出口并且所述閥蓋限定加壓氣體入口。過濾器組件被設(shè)置在所述加壓氣體入口與所述工藝流體入口和所述工藝流體出口之間。

進一步根據(jù)本發(fā)明的前述示例性方面中的任何一個或者多個方面，所述供煤閥可以以任意組合的形式進一步包括以下優(yōu)選的形式中的任何一種或者多種形式。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述閥單元通過軛耦接至所述致動器。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述過濾器組件通過焊接或者螺接固定在所述閥體和所述閥蓋中的一個內(nèi)。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述閥蓋包括上閥蓋和與所述上閥蓋耦接的下閥蓋。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述過濾器組件被固定在所述閥體與所述上閥蓋之間。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述閥單元進一步包括：耦接至閥體并鄰近所述工藝流體入口的入口法蘭以及耦接至閥體并鄰近所述工藝流體出口的出口管。

在另一個優(yōu)選的形式之中，在所述出口管內(nèi)設(shè)置出口管內(nèi)襯。

在另一個優(yōu)選的形式之中，在所述閥體內(nèi)設(shè)置主體內(nèi)襯。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述閥單元進一步包括位于所述工藝流體入口與所述工藝流體出口之間的閥座、耦接至所述致動器并且延伸到所述閥體中的桿以及耦接至所述桿并且能夠相對于所述閥座移動以控制所述工藝流體通過所述閥座的流動的閥塞。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述過濾器組件包括耦接至所述閥體的固持件、設(shè)置在所述固持件中的多孔過濾器、借助于形成為穿過所述多孔過濾器的孔來定位的保持件、位于所述保持件的鄰近處并與所述保持件耦接的滑動件以及位于所述滑動件與所述保持件之間的填充系統(tǒng)。所述滑動件、所述填充系統(tǒng)和所述保持件限定用于容納穿過所述滑動件、所述填充系統(tǒng)和所述保持件的軸的通道。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述多孔過濾器是多孔金屬過濾器。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述固持件包括徑向延伸的法蘭，所述法蘭位于所述閥體與所述閥蓋之間以將所述過濾器組件固定在所述閥體內(nèi)。

在另一個優(yōu)選的形式之中，在所述固持件的所述法蘭、所述閥體和所述閥蓋之間定位有一個或者多個密封墊。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述固持件被焊接在所述閥體和所述閥蓋中的一個內(nèi)，以將所述過濾器組件固定在所述閥單元內(nèi)。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述固持件包括外螺紋，以將所述過濾器組件固定在所述閥單元內(nèi)。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述多孔過濾器包括多個相鄰的過濾器。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述多個相鄰的過濾器中的每個過濾器都是如下過濾器中的一種：不銹鋼過濾器、陶瓷過濾器、聚合物過濾器、波狀金屬線過濾器和紙芯過濾器。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述固持件包括大體上呈圓柱形的構(gòu)件，所述大體上呈圓柱形的構(gòu)件具有形成為穿過所述大體上呈圓柱形的構(gòu)件的孔，以容納所述多孔過濾器。

在另一個優(yōu)選的形式之中，所述固持件進一步包括頂板和底板，所述底板位于所述過濾器組件的與所述頂板相對的側(cè)上。所述頂板具有形成為穿過所述頂板的多個孔洞以及位于所述閥體與所述閥蓋之間以將所述過濾器組件固定在所述閥體內(nèi)的外部部分。所述底板具有形成為穿過所述底板的多個孔洞。

在另一個優(yōu)選的形式之中，在所述頂板與所述閥體和所述閥蓋中的至少一個之間定位有密封墊。

附圖說明

圖1是煤氣化處理設(shè)施的一個示例的示意圖；

圖2是能夠被用在圖1的煤氣化處理設(shè)施中的示例供煤閥的側(cè)面局部剖視圖；

圖3是圖2的供煤閥的放大的局部視圖；

圖4是能夠用在圖2-圖3的供煤閥中的一個示例過濾器組件的放大視圖；

圖5是能夠用在圖2-圖3的供煤閥中的另一個示例過濾器組件的放大視圖；以及

圖6是能夠用在圖2-圖3的供煤閥中的另一個示例過濾器組件的放大視圖。

具體實施方式

參見圖1示出了示例煤處理設(shè)施10的總體示意圖。在煤氣化處理設(shè)施10中，供煤閥200控制具有懸浮的煤顆粒的工藝流體向氣化器100的流動。水處理單元110與氣化器100流體連通，以便除去并且處理來自氣化器100的工藝水。濕式洗滌器120與水處理單元110以及氣化器100流體連通，以便除去在來自氣化器100的合成氣中殘余的粉煤灰。然后，水被用于冷卻氣化器100和所生成的合成氣。

參見圖2和圖3，示出了示例的供煤閥200，其能夠被用在圖1的煤氣化處理設(shè)施10中。總體來說，供煤閥200能夠基于標(biāo)準(zhǔn)的供煤閥，諸如固爾德5366型或者供煤閥，供煤閥200具有以下將詳細(xì)描述的改進。

在示出的示例中，供煤閥200大體上包括標(biāo)準(zhǔn)的致動器205，該致動器205通過標(biāo)準(zhǔn)的軛215連接至閥單元210。閥單元210具有閥體220，該閥體借助于多個螺母700和螺栓/銷705連接至閥蓋225。閥蓋225還借助于多個螺母710和螺栓/銷715連接至與閥體220相對的軛215。

在所示出的示例中，閥蓋225包括下閥蓋230和上閥蓋235，然而閥蓋225也能夠是一整塊的集成的閥蓋。下閥蓋230通過螺母710和螺栓/銷715在一端上連接至軛215并且通過多個螺母720和螺栓/銷725在相反的端上連接至上閥蓋235。也能夠在下閥蓋230和上閥蓋235之間定位一個或者多個密封墊285，以防止流體泄露。上閥蓋235在一端上連接至下閥蓋230并且在相反的端上通過螺母700和螺栓/銷705連接至閥體220。也能夠在上閥蓋235和閥體220之間定位有一個或者多個密封墊290以防止流體泄露。上閥蓋235限定加壓氣體入口240并且能夠具有鄰近加壓氣體入口240并附接至上閥蓋235以便將加壓氣體人口240連接至加壓流體源(未示出)的入口法蘭245。具有比工藝流體的壓強略高的壓強的加壓氣體被用于除去顆粒，以避免集聚。

閥體220在與閥蓋225相對的一端處限定工藝流體入口250和工藝流體出口255，該工藝流體出口以與閥體220的縱向軸所成的銳角從閥體220的側(cè)壁延伸。能夠在閥體220內(nèi)設(shè)有主體內(nèi)襯260并且能夠在工藝流體出口255內(nèi)設(shè)置出口內(nèi)襯265。因為流過閥單元210的帶有懸浮的煤顆粒的工藝流體是極具磨蝕性的，所以對于主體內(nèi)襯260和出口內(nèi)襯265可以采用諸如碳化鎢之類的高硬度材料。

入口法蘭270能夠通過多個螺母730和螺栓/銷735耦接至閥體220并鄰近工藝流體入口250，從而將供煤閥200耦接至上游的工藝流體供應(yīng)源。類似地，出口管275能夠通過多個螺母740和螺栓/銷745耦接至閥體220并鄰近工藝流體出口255，從而將供煤閥200耦接至下游的單元，諸如圖1的氣化器100。

閥座300位于閥體220內(nèi)的鄰近工藝流體入口250處，并且具有座表面305。桿310在一端處耦接至致動器205，從而使得致動器205控制桿310的移動。閥塞315耦接至桿310的相反端并且具有密封表面320。運行時，致動器205移動桿310并且由此使得閥塞315朝向以及遠(yuǎn)離閥座300移動，以便控制工藝流體通過閥單元210的流動。致動器205將閥塞315朝向閥座300移動，直至閥塞315的密封表面320接合閥座300的座表面305，從而阻止工藝流體流過閥單元210。致動器將閥塞315遠(yuǎn)離閥座300移動，以允許工藝流體流過閥單元210并且控制流過閥單元210的量。因為流過閥單元210的具有懸浮的煤顆粒的工藝流體是極具磨蝕性的，所以對于閥座300、桿310和閥塞315，可以采用諸如碳化鎢之類的高硬度材料。

過濾器組件400位于閥單元210內(nèi)并且位于一側(cè)上的加壓氣體入口240與另一側(cè)上的工藝流體入口250和工藝流體出口255之間。在所示出的示例中，過濾器組件400被設(shè)置在閥體220和閥蓋225的耦接處并且能夠具有位于并且固定在閥體220與閥蓋225之間的部分，以便如接下來將更為詳細(xì)地描述的那樣將過濾器組件400固定在閥單元210中。

過濾器組件400和加壓氣體諸如通過加壓氣體入口240所提供的惰性氣體的使用結(jié)合了兩個重要的功能，即通過過濾器提供加壓氣體以及阻止在工藝流體中的懸浮的煤顆粒從閥體220進入閥單元210的密封和填充系統(tǒng)，尤其是在供煤閥200被用在如在圖2和圖3中所示的“從上向下”的定向中時。這將能夠提供填充和密封系統(tǒng)的更長的服務(wù)壽命以及供煤閥200的更長的在線服務(wù)時間。

由使用過濾器組件400所提供的另一個優(yōu)點在于簡化了對于流過加壓氣體入口240的加壓氣體的所需要的流動的確定，從而提供氣流的足夠的速率來提供對于密封和填充系統(tǒng)的保護并且在粉末化的煤流中提供輔助。此外，具有過濾器組件400的供煤閥200的設(shè)計相較于使用波紋管的傳統(tǒng)的供煤閥來說復(fù)雜性更低，這將降低供煤閥200的成本。例如，具有過濾器組件400的供煤閥200不需要延伸的閥蓋并且不存在對于閥行程的限制，因為這能夠是傳統(tǒng)的供煤閥設(shè)計。此外，不存在角落或者死區(qū)，因為能夠借助于典型的設(shè)計以及具有流過閥單元210的均勻的氣流而得以解決。過濾器組件400和供煤閥200的模塊化的集成結(jié)構(gòu)也允許簡易的更換和維修。例如，過濾器組件400能夠易于互換或者移除，進而被清除和更換。

參見圖4，示出了過濾器組件的一個示例400A，其能夠被用作供煤閥200中的過濾器組件400。過濾器組件400A大體上包括固持件405A、多孔過濾器420A、保持件435A、滑動件440A和填充系統(tǒng)445A。過濾器組件400A能夠由多塊組裝而成，從而使其能夠易于一塊一塊地維修或者更換。

固持件405A具有大體上呈圓柱形的主體，并且在所示出的示例中具有從該主體徑向地延伸出去的法蘭/凸起410A。法蘭410A能夠被配置用于適配在閥體220與閥蓋225的上閥蓋235之間，例如適配在在此形成的槽中，以便固定過濾器組件400A。替代地，固持件405A能夠通過其他方式諸如焊接、螺接等固定在閥體220或閥蓋225內(nèi)?？?15A被形成為縱向穿過固持件405A的主體，并且具有用以容納多孔過濾器420A的尺寸。

多孔過濾器420A大體上是圓柱形的并且具有接合固持件405A的孔415A的外表面425A。多孔過濾器420A能夠通過焊接、按壓配合等固定在固持件405A內(nèi)?？?30A縱向穿過多孔過濾器420A地形成并且具有容納保持件435A的大小。多孔過濾器420A能夠是微型過濾器并且優(yōu)選地由金屬材料制成，例如能夠耐受高的溫度和壓強以及可能的腐蝕性環(huán)境的不銹鋼。然而，多孔過濾器420A取決于終端應(yīng)用能夠由其他材料制成，例如陶瓷、聚合物、波狀金屬線、紙等。多孔過濾器420A的使用使得調(diào)節(jié)顆粒過濾器的尺寸來控制加壓氣體流過多孔過濾器420A的流動變得容易，并且加壓氣體流過多孔過濾器420A的流動能夠吹走任何可能殘留在多孔過濾器420A的表面上的顆粒。

多孔金屬的使用對于通過一個接口來傳送均勻的加壓氣體來說具有諸多優(yōu)點，例如濾除、降噪等，特別是在“殼”型干燥技術(shù)中，在該技術(shù)中該工藝將粉末化的煤轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w或液體形式的最終化學(xué)產(chǎn)品。使用具有正壓強惰性氣體的多孔金屬過濾器能夠?qū)⒃陂y體220內(nèi)的粉末化的煤與重要的零件隔開，同時保持流過，進而為工藝流體中的粉末化的煤流提供傳輸力。

保持件435A大體上是圓柱形的，適配在多孔過濾器420A的孔430A中并且能夠通過焊接、按壓配合、粘附等固定至多孔過濾器420A?；瑒蛹?40A被固定至保持件435A的一端并且在所示出的示例中位于過濾器組件440A與工藝流體連通的一側(cè)上。填充系統(tǒng)445A被設(shè)置并且固定在保持件435A與滑動件440A之間并且與保持件435A和滑動件440A一起限定通道450A，以容納穿過過濾器組件400A的桿310。

參見圖5示出了過濾器組件的第二示例400B，其能夠被用作供煤閥200中的過濾器組件400。類似于圖4中的過濾器組件400A，過濾器組件400B大體上包括固持件405B、多孔過濾器420B、保持件435B、滑動件440B和填充系統(tǒng)445B。過濾器組件400B能夠由多塊組裝而成，從而使其能夠易于一塊一塊地維修或者更換。

固持件405B具有大體上呈圓柱形的主體，并且在所示出的示例中具有從主體徑向延伸出去的法蘭/凸起410B。替代地，固持件405B能夠通過其他方式，諸如焊接、螺接等固定在閥體220或者閥蓋225內(nèi)。法蘭410B能夠被配置適配在閥體220和閥蓋225的上閥蓋235之間，例如適配在在此形成的槽中，從而固定過濾器組件400B。也能夠在法蘭410B和閥體220和/或上閥蓋235之間定位有一個或者多個密封墊455B，從而阻止液體泄漏?？?15B被形成為徑向地穿過固持件405B的主體，并且所述孔415B具有用以容納多孔過濾器420B的尺寸。

多孔過濾器420B是大體上呈圓柱形的并且具有接合固持件405B的孔415B的外表面425B。多孔過濾器420B能夠通過焊接、按壓配合等固定在固持件405B內(nèi)。縱向地穿過多孔過濾器420B形成有孔430B并且該孔具有用于容納保持件435B的大小。多孔過濾器420B能夠是微型過濾器并且優(yōu)選地由金屬材料制成，例如不銹鋼，其能夠耐受高的溫度和壓強以及可能的腐蝕性環(huán)境。然而，取決于終端應(yīng)用，多孔過濾器420B能夠由其他材料制成，例如陶瓷、聚合物、波狀金屬線、紙等。

保持件435B是大體上呈圓柱形的，適配在多孔過濾器420B的孔430B中并且能夠通過焊接、按壓配合、粘附等固定至多孔過濾器420B?；瑒蛹?40B被固定至保持件435B的一端并且在所示出的示例中位于過濾器組件440B與加壓氣體連通、與工藝流體相反的一側(cè)上。填充系統(tǒng)445B被設(shè)置并且固定在保持件435B與滑動件440B之間并且與保持件435B和滑動件440B一起限定通道450B，以容納穿過過濾器組件400B的桿310。

參見圖6示出了過濾器組件的第三示例400C，其能夠被用作供煤閥200中的過濾器組件400。過濾器組件400C大體上包括固持件405C、多孔過濾器420C、421、422、保持件435C、滑動件440C和填充系統(tǒng)445C。過濾器組件400C能夠由多塊組裝而成，從而使得該過濾器組件能夠易于一塊一塊地維修或更換。

在該示例中，固持件405C具有大體上呈圓柱形的主體460、頂板465和底板475。頂板465是具有形成為貫穿其從而允許加壓氣體通過的多個孔洞470的平面盤。在所示出的示例中，頂板465的外徑向尺寸比主體460的外徑向尺寸更大，從而使得頂板475徑向地從主體460延伸出去。頂板465能夠被配置為適配在閥體220與閥蓋225的上閥蓋235之間，例如適配在在此形成的槽中，以便固定過濾器組件400C。也能夠在頂板465和閥體220和/或上閥蓋235之間定位有一個或者多個密封墊455C，從而阻止液體泄漏。替代地，固持件405C能夠通過其他方式諸如焊接、螺接等固定在閥體220中。底板475也是平面盤并且具有形成為貫穿其的多個孔洞480以便允許加壓氣體通過。底板475的外徑向尺寸能夠是和主體460的外徑向尺寸一樣或者比后者小。主體460包括孔415C，該孔415C被形成為縱向地穿過主體460，并且具有用以容納多孔過濾器420C、421、422的尺寸。

多孔過濾器420C、421、422能夠鄰近彼此地堆疊并且是大體上呈圓柱形的。每個多孔過濾器420C、421、422具有接合固持件405C的主體460的孔415C的外表面425A、426、427。多孔過濾器420C、421、422在主體460、頂板465和底板475之間被固定在固持件405A內(nèi)?？?30A、431、432縱向地穿過多孔過濾器420C、421、422地形成并且具有容納保持件435C的大小。多孔過濾器420C、421、422能夠是微型過濾器并且優(yōu)選地由金屬材料制成，例如能夠耐受高的溫度和壓強以及可能的腐蝕性環(huán)境的不銹鋼。然而，每個多孔過濾器420C、421、422能夠取決于終端應(yīng)用地由不同的材料制成，例如陶瓷、聚合物、波狀金屬線、紙等。多個多孔過濾器420C、421、422的使用提供了對于加壓氣體通過過濾器組件400C的流動進一步控制。

保持件435C大體上是圓柱形的，與多孔過濾器420C、421/422的孔430C、431、432適配并且能夠被固定在頂板465和底板475之間。滑動件440C被固定至保持件435C的一端，并且在所示出的示例中位于過濾器組件440A與加壓氣體連通與工藝流體相反的一側(cè)。填充系統(tǒng)445C被設(shè)置并且固定在保持件435C和滑動件440C之間，并且與保持件435C和滑動件440C一起限定通道450C，以容納穿過過濾器組件400C的桿310。

盡管以上已經(jīng)描述了多種實施例，但是本公開內(nèi)容并不旨在被限定于此。能夠?qū)λ_的實施例做出仍然落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的改動。