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切斷閥在工業自(Zì)動化中的應用和選∆擇∆

管理員 1597

  切斷閥是自●動●[Dòng]化系[Xì]統中執行機構的一種,由多彈簧氣動薄[Báo]膜執行▾機▾[Jī]構或浮動[Dòng]式活塞●執●行機構與調節閥組成,接收▿調▿節儀表的信号,∆控∆制工藝管道(Dào)内[Nèi]流體▽的▽切斷、接▽通▽[Tōng]或[Huò]切換。▽可▽(Kě)廣泛地應用在石油、化(Huà)工、冶金等工業生(Shēng)産部門。在現場使用中,切斷閥往往會出現切斷◇不◇好,洩漏大等故障。除因堵卡、允許壓差過小而被頂開等原因(Yīn)造成的洩漏○增○(Zēng)加外,絕大部分[Fèn]都是由◊于◊調節(Jiē)閥的▾結▾構缺陷[Xiàn]和選(Xuǎn)型不當造成的。  

一、結構型式的選擇

   雙密封類調節閥(如雙座閥、雙密封[Fēng]套筒[Tǒng]閥等)主要(Yào)的缺點[Diǎn]之一就是洩(Xiè)漏大。但上(Shàng)世紀80年代以前,由于當時[Shí]較盛行套筒閥,然而,不少廠◈家◈[Jiā]卻在[Zài]套筒閥上下了很(Hěn)大功夫以改[Gǎi]進結構來降低洩漏量,使其演變成非常[Cháng]複雜的結構。于是,這又帶◈來◈了許多不足[Zú]:零件多、可靠[Kào]性差、備件難、維護難(Nán)、切斷效[Xiào]果不理想等等。實際上,這是設○計○思路(Lù)都(Dōu)陷[Xiàn]入了誤區,與其在閥◈體◈的“心髒”内作如此複雜的改動,倒不(Bú)如通過外部(Bù)調整來實現(Xiàn)。因此,應選擇單密封類調[Diào]節閥。這樣,密封問題、可[Kě]靠性●問●[Wèn]題、維修和備件問題[Tí]均被一一[Yī]解決了。此時,解決矛盾的重●點●轉化為介質對閥的[De]不平衡力增大的問題,○解○決它僅需配●強●[Qiáng]力活塞執行(Háng)機構、加粗閥杆即可。這種通過外部◆來◆[Lái]解決的[De]辦法顯∇然∇比通◆過◆[Guò]内部的複雜改進要容易得多, 與其說這是辦法(Fǎ)問題,還不如說這是思路問[Wèn]題。進入到九十年代,人們開●始●尋找結構更簡單、密[Mì]封更(Gèng)可靠的切[Qiē]斷閥[Fá]。這時,發現角行程閥比直行程閥(單座閥[Fá]、套筒閥[Fá]、閘閥)更具有⋄優⋄越性[Xìng],于是産生▲了▲(Le)三[Sān]●偏●心切▿斷▿◇蝶◇閥、全功能切斷閥、硬密∆封∆(Fēng)切斷球閥(Fá)。

二、密封面[Miàn]的選擇

(1)面對面密封:

 常見的柱[Zhù]塞閥芯,其[Qí]密封面為60℃的小錐●面●,閥座(Zuò)也是60℃的小錐面,此[Cǐ]小錐面[Miàn]的寬度通常在0.5mm~2mm之間,要密(Mì)封好[Hǎo]就必須保證兩▲個▲◈錐◈面良好接觸(Chù)。但事實上,它(Tā)始終受到加工[Gōng]誤差的影響(如同心度、不[Bú]圓度、傾斜(Xié)度等),其密封◇效◇果不十▲分▲[Fèn]理想。這類閥的[De]洩漏率通常為10-4,經過[Guò]精密的研磨可◈達◈[Dá]10-6,隻能達到較好的密封等級[Jí]。

(2)球∇面∇密封:

利用閥▾芯▾的球面轉動與固定[Dìng]的閥座小錐面相切[Qiē],它們之∇間∇[Jiān]為線接觸(Chù),這就比上述[Shù]面對面密封的效果好(Hǎo)。華林[Lín]公司推◆出◆的全功能超輕型閥、球面密∇封∇(Fēng)蝶閥等就是采∆用∆○這○一▾思▾路來制作的,其[Qí]洩漏率可達10-6~10-8,高性能的三偏[Piān]心蝶閥可高達10-8,以至零[Líng]洩漏。

▲三▲、密封材料的選(Xuǎn)擇

(1)軟◆密◆[Mì]封

除耐腐蝕的(De)襯裡閥門外,一般的軟密[Mì]封閥指閥芯或閥○座○(Zuò)兩者之∇一∇采用非金屬材料(主要為聚四氟乙[Yǐ]烯,還有橡膠等[Děng])的密封(Fēng)形式的閥。軟密封閥密[Mì]封效果最佳,但在管道[Dào]▾安▾裝、系統的清洗中都有▾可▾(Kě)能留下或多或(Huò)少[Shǎo]不幹淨的雜物(如焊渣、鐵屑等),它們流經調節閥[Fá]時,◇容◇易把軟密[Mì]封閥座或閥⋄芯⋄劃傷,使洩漏量增加,密封(Fēng)的可靠性差。所以,選(Xuǎn)擇◈軟◈密封結構必[Bì]須考慮介質的[De]清[Qīng]潔和[Hé]投運◆前◆嚴格沖洗[Xǐ]▿管▿道。

(2)硬密封

硬密封再[Zài]堆焊耐磨合金等是[Shì]切(Qiē)斷閥的最佳選擇。這種方式在考慮密[Mì]封性的同時也考慮了使用壽命和可靠[Kào]性,雖然出廠(Chǎng)指标▿隻▿有10-6~10-8,達不到軟密封零洩漏的效果,但足以[Yǐ]滿足嚴密切斷的要(Yào)求(Qiú),而且它經久耐用(Yòng),從經濟的角度考慮更合算。

四、密封[Fēng]可靠性的考慮

(1)軟密封,切[Qiē]斷效果▲好▲,但不适宜用于含顆粒介質,一旦劃▲傷▲,洩漏◊會◊急劇增加。因此,條件允(Yǔn)許[Xǔ]時盡量選用硬密封(Fēng)。全功能超輕型閥硬密封可達10-7~10-8,◈三◈偏心蝶閥可[Kě]達零洩漏。

(2)對密封耐磨[Mó]性的◊考◊慮:∇除∇[Chú]選硬密封外,對洩漏要求10-6以▾上▾的切斷▾型▾調節閥,應該(●或●者說[Shuō]必須)堆焊耐磨[Mó]合∇金∇以提高密⋄封⋄的耐◊磨◊性、耐[Nài]沖蝕、耐劃▿傷▿的能力,提[Tí]高閥的壽命。

(3)對高溫介質的切斷[Duàn]調節閥[Fá]在室溫下組裝的,在高溫▿下▿工作,溫度變化幾(Jǐ)百度。熱膨脹會改變裝配時建立的密封比壓。過緊,密封面會卡住,運(Yùn)動時[Shí]會嚴重擦傷,拉傷(Shāng);過松,密封壓不夠(Gòu),兩種情▽況▽洩漏都[Dōu]會急劇增[Zēng]加。解決(Jué)的最好辦法是用(Yòng)彈性閥座來吸收這一變化造成▾的▾差異。通常有[Yǒu]三種彈性方案:①彈簧式;②薄片[Piàn]式柔性金屬[Shǔ]環;③剛柔相濟的彈(Dàn)性閥座。後者最好,即有柔(Róu)◆性◆克服○熱○膨脹,又有剛度并(Bìng)堆耐磨合金來▲提▲高耐磨面的可靠性。

(4)對含顆粒●的●沖蝕介◇質◇,要考慮●閥●芯避讓開高(Gāo)速介質的直接沖○蝕○。直行程閥、蝶閥都不具備這(Zhè)一功能,而全功能超輕型閥偏心旋轉具有這(Zhè)一特點。遇此,應選[Xuǎn]後二種閥。

(5)對于硬▾密▾封,必∇須∇[Xū]有足夠的硬度差,同一硬度材料“互不相讓”,容易擦傷。

(6)對所配執行機構應增大推(Tuī)力[Lì]和剛度,使之[Zhī]動作自如。

五、切[Qiē]斷閥主要閥型

按上述分析(Xī),切斷閥的主要閥型如下,選(Xuǎn)擇切斷閥應○綜○合考慮洩漏(Lòu)率、介質種類、介質溫度、流[Liú]量系數等各種參數和◈性◈價比。在如下優選秩序中,先考[Kǎo]慮硬密封,再考[Kǎo]慮軟密封。

(1)全功能◈超◈輕型調節閥

(2)三偏心金屬硬密封[Fēng]蝶閥

(3)雙偏心球面密封蝶閥

(4)球閥(軟密封球閥及硬密(Mì)封球閥)

(5)偏心旋轉[Zhuǎn]閥

(6)單座閥

(7)單座套筒閥

六、“高、大(Dà)”切斷閥選擇

高溫、高壓、大壓差、∆大∆口徑切(Qiē)斷是一個[Gè]比較普遍的難題,主要原因是(Shì)缺少同時(Shí)具有允許壓差大、▿切▿斷好、耐高溫膨脹卡的閥,如[Rú]高(Gāo)壓蒸汽調[Diào]節與切斷,因▲壓▲差大[Dà](1~3MPa或更大),口徑大(DN200~300),不得不采用平衡式的雙密▿封▿[Fēng]結○構○(Gòu)(如雙座閥或雙密▾封▾套筒閥),經特殊處∆理∆,洩漏率可達10-4,全功能超輕型調節閥綜合性能好,可較好的解[Jiě]決這一難題,洩漏率可達10-6~10-7以上[Shàng]。

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