一、前言

放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)閥是反(fan)(fan)應(ying)釜構造(zao)(zao)中的(de)(de)(de)一個重要(yao)部件，它起到控制化(hua)學液(ye)(ye)(ye)體在反(fan)(fan)應(ying)釜中進(jin)行(xing)(xing)密閉加(jia)壓反(fan)(fan)應(ying)以(yi)及在反(fan)(fan)應(ying)結(jie)束后的(de)(de)(de)正確打開放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)口(kou)排(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)作用，且不影響反(fan)(fan)應(ying)釜內(nei)料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)完(wan)全混合和完(wan)全反(fan)(fan)應(ying)，放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)閥構造(zao)(zao)和性(xing)能的(de)(de)(de)優劣，不只影響到反(fan)(fan)應(ying)釜的(de)(de)(de)操作性(xing)能，還直接影響到化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)效率(lv)和化(hua)工(gong)產品質量(liang)等。隨著有機化(hua)工(gong)和精(jing)細化(hua)工(gong)的(de)(de)(de)高速發展，提出了對反(fan)(fan)應(ying)釜放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)閥的(de)(de)(de)更(geng)高要(yao)求，為此本文對反(fan)(fan)應(ying)釜放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)閥的(de)(de)(de)現狀進(jin)行(xing)(xing)了探討，并(bing)提出了一種(zhong)新構造(zao)(zao)的(de)(de)(de)放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)閥——球式放(fang)(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)閥。

二、反應釜放料閥的應用現狀

目前反應(ying)釜(fu)所配用的(de)放料閥有(you)多種形式，歸納起來主(zhu)要(yao)分(fen)以(yi)下四(si)種類型(xing)。

1．截止型放料閥

截止型放料閥是目前的4準放料閥，1967年起編入化工部部頒標準，它是直接安裝于反應釜底部的專用放料閥門，其關閉件一一閥瓣是沿放料口通道中心線作上下移動的，按其開啟時的閥瓣運動方向不同，分為上展式和下展式二種，不論是上展式或下展式，在關閉狀態時，都能使閥瓣頂面與釜底面大致吻合，不存在沉積料液的死角。圖1為下展式放料閥的裝配簡圖，此類放料閥按化工部標準，閥體可采用鑄鐵、鑄鋼和耐酸不銹鋼三種材質，其中耐酸不銹鋼放料閻按制造工藝又分成鑄造閥休和焊接閥體兩種形式。上述主要型式的標準號性能參數見表1。

由此可見標(biao)準放料閥只能(neng)適用于(yu)低壓反應釜。

2．放料口加(jia)短管法蘭裝(zhuang)通用型閥(fa)門為(wei)放料閥(fa)

此形式是標準放料閥的性能不能滿足要求時的常用方式，可任意選用材-料相性能規格能滿足要求的通用型截止閥、閘閥或球閥等作為放料閥。近廿余年來由于球閻的迅猛發展，球閥具有流阻小、體積小，重量輕、操作靈便、不易積料等優良性能，當前大多都選用通用球閥安裝于放料的短管下作放料閥，如圖2所示。由于球閥有低壓和中壓多種壓力等級可選用，故此種形式在低鹺和中壓反應釜上都可適用。

3．釜(fu)底放(fang)料口貼焊法蘭(lan)裝通用(yong)球閥為放(fang)料閥

此形式是由上一形式改進而成的，由于在操作實踐中發現釜底短管中的料液往往不易均勻混和及達到完全反應，成為死料，影響到化工產品的質量。因此，取消短管，將法蘭緊貼于釜底焊接，法蘭孔改為螺紋孔，裝雙頭螺栓再與球閥連接，如圖3所示，這樣可以縮小球釜體到底面的高度，使引成死料的容積減小，此形式能用于低壓反應釜和中壓反應釜。

4．其他專用放料(liao)閥門(men)(men)，是指為特(te)殊(shu)要求(qiu)專門(men)(men)設計制(zhi)造的反應釜(fu)放料(liao)閥，構造形式(shi)主(zhu)要有針形閥式(shi)、滑塞閥、翻板(ban)閥等多種多樣形式(shi)，但(dan)由于生(sheng)產(chan)批量小，價格昂貴，使用較少，本文不作(zuo)論述和比較。

三、常用放料閥形式的比較

標準(zhun)放(fang)料(liao)閥(fa)(fa)在(zai)關(guan)閉時閥(fa)(fa)瓣頂(ding)面與釜(fu)底相(xiang)平(ping)，不會有沉積(ji)死(si)料(liao)現象(xiang)，能滿足化學液反(fan)應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)的要求。其(qi)缺點(dian)是只(zhi)能適用(yong)于低壓反(fan)應(ying)(ying)釜(fu)，結構較(jiao)(jiao)為復(fu)雜，價格較(jiao)(jiao)高。其(qi)構造上(shang)存在(zai)的缺點(dian)是：貫穿(chuan)在(zai)出料(liao)通道內的閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)及閥(fa)(fa)瓣容易(yi)(yi)積(ji)料(liao)，不易(yi)(yi)清掃；閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)填料(liao)函成倒置(zhi)方(fang)(fang)式(shi)使閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)間隙的積(ji)料(liao)易(yi)(yi)引(yin)起閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)腐蝕和泄漏，由于啟閉力(li)(li)較(jiao)(jiao)大，采(cai)用(yong)了旋轉螺母(mu)傳動升降閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)和閥(fa)(fa)瓣、機構較(jiao)(jiao)復(fu)雜，擐作較(jiao)(jiao)費(fei)力(li)(li)}反(fan)應(ying)(ying)釜(fu)反(fan)應(ying)(ying)溫度的變化會引(yin)起閥(fa)(fa)桿(gan)(gan)熱應(ying)(ying)力(li)(li)的變化，而閣(ge)桿(gan)(gan)的熱應(ying)(ying)力(li)(li)則可能與關(guan)閉力(li)(li)同方(fang)(fang)向也可髓反(fan)方(fang)(fang)向，因而可能會破壞(huai)密封比壓而引(yin)起在(zai)反(fan)應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)中的泄漏。

第(di)二和第(di)三種方式屬(shu)于同(tong)一類型，目前第(di)三種方式應(ying)用愈來愈多，有(you)取代第(di)二種方式的(de)趨勢，其(qi)特點(dian)(dian)是低壓、中(zhong)壓都很適用，操作(zuo)(zuo)特性上(shang)(shang)勝過標(biao)準放(fang)料(liao)(liao)(liao)閥(fa)。其(qi)缺(que)點(dian)(dian)是反應(ying)釜底面到球體之(zhi)間(jian)仍(reng)有(you)一小段管狀通道沉積(ji)死料(liao)(liao)(liao)成為(wei)(wei)死角(jiao)，其(qi)中(zhong)部分料(liao)(liao)(liao)液可能不完(wan)全混和不完(wan)全反應(ying)，影(ying)響化學(xue)反應(ying)效(xiao)率和直接影(ying)響產品(pin)質量(liang)。有(you)些場合不得不在拯(zheng)作(zuo)(zuo)上(shang)(shang)補救，如先開一下(xia)放(fang)料(liao)(liao)(liao)閥(fa)，將閥(fa)口(kou)的(de)料(liao)(liao)(liao)液作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)不合格料(liao)(liao)(liao)先排(pai)出(chu)，再放(fang)出(chu)其(qi)余的(de)料(liao)(liao)(liao)為(wei)(wei)成品(pin)料(liao)(liao)(liao)。這(zhe)種撼作(zuo)(zuo)法雖(sui)能保證(zheng)質量(liang)，但使生產得率大(da)大(da)下(xia)降了。

四、球式放料閥的構造

根據反應(ying)釜(fu)放料(liao)閥(fa)(fa)的(de)應(ying)用現狀，研究(jiu)設(she)計了(le)一種新(xin)穎(ying)的(de)球(qiu)(qiu)式(shi)放料(liao)閥(fa)(fa)，它兼(jian)備了(le)上述兩種形(xing)式(shi)的(de)優點，減少了(le)弊病(bing)，新(xin)穎(ying)的(de)球(qiu)(qiu)式(shi)放料(liao)閥(fa)(fa)具有推廣應(ying)用價值。

球(qiu)(qiu)式殷料(liao)(liao)(liao)閥(fa)(fa)是(shi)在(zai)(zai)浮動球(qiu)(qiu)球(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)構造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)，結合反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)使(shi)用(yong)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操作條件(jian)(jian)進行設計而成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。圖4為(wei)球(qiu)(qiu)式放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)剖面(mian)(mian)圖，其特點是(shi)關(guan)閉件(jian)(jian)為(wei)一(yi)(yi)(yi)帶孔球(qiu)(qiu)體(ti)4繞通路的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)垂線作90。旋轉(zhuan)，以(yi)(yi)達到(dao)開啟或(huo)關(guan)閉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，球(qiu)(qiu)體(ti)兩端各有(you)一(yi)(yi)(yi)個塑性材料(liao)(liao)(liao)制成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈3，也(ye)稱之閥(fa)(fa)座。上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)底部放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)口下(xia)側凹槽內(nei)，這(zhe)樣可(ke)使(shi)球(qiu)(qiu)體(ti)緊貼在(zai)(zai)反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部，盡(jin)量減(jian)少(shao)球(qiu)(qiu)體(ti)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)死角容(rong)積。考慮到(dao)制造上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分工及裝(zhuang)(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方便，將釜(fu)(fu)底的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)口設計成(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)個特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)凸(tu)緣盤，它作為(wei)球(qiu)(qiu)式放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)段另件(jian)(jian)，稱為(wei)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)體(ti)1，其上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)表面(mian)(mian)按反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)底面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求加(jia)工成(cheng)(cheng)(cheng)凸(tu)球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)狀(zhuang)，球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)曲率(lv)與(yu)反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)封(feng)(feng)頭(tou)大(da)(da)致一(yi)(yi)(yi)樣，上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)體(ti)中心放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)孔與(yu)凹球(qiu)(qiu)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)交接處加(jia)工成(cheng)(cheng)(cheng)大(da)(da)弧形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)渡(du)面(mian)(mian)使(shi)放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)口成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)一(yi)(yi)(yi)向上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)喇(la)(la)叭口，上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)面(mian)(mian)則(ze)按球(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)要求加(jia)工，放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)口外為(wei)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環形槽，其外圈是(shi)連(lian)接閥(fa)(fa)體(ti)5時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定凸(tu)臺和閥(fa)(fa)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)，安裝(zhuang)(zhuang)有(you)調節墊(dian)片。再外面(mian)(mian)有(you)均(jun)勻(yun)分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)螺紋孔，以(yi)(yi)裝(zhuang)(zhuang)入雙(shuang)頭(tou)螺栓與(yu)閥(fa)(fa)體(ti)連(lian)接。上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)體(ti)2必須(xu)先(xian)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)鑲焊(han)于反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部，成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)部分，打磨內(nei)表面(mian)(mian)焊(han)縫，探(tan)傷合格(ge)后才(cai)能裝(zhuang)(zhuang)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)閥(fa)(fa)體(ti)、球(qiu)(qiu)體(ti)．部件(jian)(jian)。閥(fa)(fa)體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他另件(jian)(jian)基本與(yu)通用(yong)球(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)一(yi)(yi)(yi)致。這(zhe)種構造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)閥(fa)(fa)在(zai)(zai)關(guan)閉狀(zhuang)態時部分球(qiu)(qiu)體(ti)凸(tu)出在(zai)(zai)放(fang)(fang)(fang)料(liao)(liao)(liao)口中，，t訇喇(la)(la)叭口之間雖還留有(you)一(yi)(yi)(yi)圈凹槽，有(you)可(ke)能成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)沉(chen)積死料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)死角，但(dan)由予并不(bu)太深(shen)，槽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)口很寬大(da)(da)，料(liao)(liao)(liao)液(ye)容(rong)易(yi)受攪拌漿(jiang)作用(yong)而翻(fan)起混合，也(ye)就可(ke)以(yi)(yi)避免料(liao)(liao)(liao)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)完(wan)全反(fan)(fan)應(ying)現(xian)象。

由于球式放料閥總是豎向安裝于反應釜的底部，為使操作方便和操縱桿不受反應釜夾套的阻擋，球式放料閥改變球閥慣用的0°～90°的操作死點，而是將操縱桿設計成由右45°向左450轉動為關閉，由左45°向右45°轉動為開啟，這種操縱桿啟閉終點角度更適合于樓上加料，樓下放料操作的反應釜安裝方式。操縱桿手柄高度保持在同一水平上，非常方便。同時這種角度使操縱桿能與水平安裝的液壓或氣壓缸聯接，實現啟閉自動。虹體支座，不需固定在釜底，只要將固定支耳安裝在支腿上即可。重要的是缸體不必占用反應釜下部可貴的操作空間，如圖5所示。

五、球式放料閥的特點

1．性能范圍較寬，可設計成低壓，中壓三個系列，滿足各種性能規格的反應釜配套要求。技術參數列于表2

2．技(ji)術成(cheng)熟可(ke)靠(kao)，并保持(chi)了球閥的(de)(de)優(you)點。流(liu)阻小(xiao)(xiao)、結構緊湊、體積小(xiao)(xiao)、撮作靈便(bian)、開啟迅速、球體下密封圈間的(de)(de)密封比壓隨反應釜內的(de)(de)操作壓力升高而(er)增長，密封性能可(ke)靠(kao)。

3．閥體材質可分為(wei)碳鋼(gang)和耐酸不銹鋼(gang)兩類，一般采(cai)(cai)用(yong)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)件閥體，小口徑高(gao)壓球式(shi)放料閥也可采(cai)(cai)用(yong)鑄(zhu)(zhu)件制造，但不能采(cai)(cai)用(yong)鑄(zhu)(zhu)鐵件。

4．球(qiu)(qiu)體(ti)處于開(kai)啟或關閉時，球(qiu)(qiu)體(ti)和密封圈的封面(mian)始(shi)終(zhong)緊貼在(zai)一(yi)起(qi)，與介質(zhi)完全隔離(li)，密封面(mian)不易受化學(xue)液體(ti)的沖刷和侵(qin)蝕，因(yin)而可有較長的使用壽命。

5．球(qiu)體(ti)呈關閉(bi)狀態時，球(qiu)面與上體(ti)喇叭口(kou)間仍有一環形凹槽但不太(tai)深，一般料液都能(neng)受攪(jiao)拌流(liu)動的液體(ti)作(zuo)用而翻起達(da)到均勻混(hun)合和(he)完全反(fan)應。

6．球體呈開啟(qi)狀(zhuang)態(tai)時，放料(liao)通道(dao)為一直管狀(zhuang)，排(pai)料(liao)爽(shuang)，積(ji)料(liao)少，易(yi)掃，有利于反應(ying)釜效率(lv)和產品質(zhi)量的提(ti)高。

7．操縱桿的啟閉(bi)死點(dian)為右45°到左45°，手(shou)動操作方便，也便于液動或氣動驅功時缸體的安(an)裝，不占操作空(kong)間。

8．球式放(fang)料閥存在的缺(que)點(dian)是，聚四氟乙烯的密封(feng)圈(quan)耐(nai)溫度性能(neng)稍(shao)低(di)，較高使用溫度應(ying)小于200℃，雖能(neng)滿足大部分反應(ying)釜的需(xu)用，但此性能(neng)低(di)于標準放(fang)料閥，有待改進密封(feng)圈(quan)的耐(nai)溫性能(neng)以擴大球式放(fang)料閥的適(shi)用范圍(wei)。

六、氣動球式放料閥安裝實例

圖5為氣(qi)動球式(shi)放料閥(fa)在(zai)反應(ying)釜上的(de)(de)安(an)裝實例(li)示意(yi)圖，圖中表明了氣(qi)缸2呈(cheng)水平狀安(an)裝于球式(shi)放料閥(fa)的(de)(de)一側(ce)，活塞桿與殊式(shi)放料閥(fa)的(de)(de)氣(qi)動搖(yao)臂3的(de)(de)一端(duan)采用絞接方式(shi)。氣(qi)缸2的(de)(de)固(gu)定(ding)(ding)端(duan)則以(yi)支耳(er)絞接形式(shi)懸掛在(zai)固(gu)定(ding)(ding)支耳(er)1上，固(gu)定(ding)(ding)支耳(er)1則可固(gu)定(ding)(ding)安(an)裝在(zai)反應(ying)釜的(de)(de)支腿上或(huo)其他穩定(ding)(ding)性(xing)好(hao)的(de)(de)任何混(hun)凝土構件上。

由于(yu)球式放料閥(fa)只要(yao)(yao)求開啟和(he)關閉二位動(dong)作，不適宜亦無必要(yao)(yao)調節，因此氣(qi)動(dong)控制(zhi)系統中(zhong)(zhong)(zhong)，一般只要(yao)(yao)聯結兩個(ge)二位三(san)通氣(qi)動(dong)電磁(ci)閥(fa)即(ji)可(ke)(ke)(ke)實現遙控操(cao)作。為了保持(chi)氣(qi)缸(gang)(gang)的(de)可(ke)(ke)(ke)靠性和(he)氣(qi)缸(gang)(gang)的(de)壽命，氣(qi)源管(guan)路(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)應裝上氣(qi)動(dong)組(zu)合三(san)大件。其三(san)個(ge)功(gong)能既可(ke)(ke)(ke)對(dui)管(guan)路(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)壓縮(suo)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)水分(fen)和(he)固體(ti)雜質進行過濾，又(you)能調節'管(guan)道中(zhong)(zhong)(zhong)壓縮(suo)空氣(qi)的(de)壓力，使其保持(chi)恒壓。還可(ke)(ke)(ke)產生油霧，它隨工(gong)作氣(qi)流(liu)輸入到氣(qi)缸(gang)(gang)壁和(he)活塞桿，保持(chi)了氣(qi)缸(gang)(gang)運動(dong)另件與密封圈間的(de)潤滑和(he)良好的(de)密封、可(ke)(ke)(ke)提(ti)高氣(qi)缸(gang)(gang)的(de)工(gong)作可(ke)(ke)(ke)靠性和(he)工(gong)作壽命。