浙江吉邁自動(dòng)化科技有限公司作者
目前,蝶閥作為一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)通斷及流量控制的部件,已在石油、化工、冶金、水電等許多領(lǐng)域中得到極為廣泛地應(yīng)用。在已公知的蝶閥技術(shù)中,其密封形式多采用密封結(jié)構(gòu),密封材料為橡膠、聚四氟乙烯等。由于結(jié)構(gòu)特征的限制,不適應(yīng)耐高溫、高壓及耐腐蝕、抗磨損等行業(yè)。
現(xiàn)有一種比較*的蝶閥是三偏心金屬硬密封蝶閥,閥體和閥座為連體構(gòu)件,閥座密封表面層堆焊耐溫、耐蝕合金材料。多層軟疊式密封圈固定在閥板上,這種蝶閥與傳統(tǒng)蝶閥相比具有耐高溫,操作輕便,啟閉無(wú)磨擦,關(guān)閉時(shí)隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的力矩增大來(lái)補(bǔ)償密封,提高了蝶閥的密封性能及延長(zhǎng)使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。
但是,這種蝶閥在使用過(guò)程中仍然存在以下問(wèn)題:
一、由于多層軟硬疊式密封圈固定在閥板上,當(dāng)閥板常開(kāi)狀態(tài)時(shí)介質(zhì)對(duì)其密封面形成正面沖刷,金屬片夾層中的軟密封帶受沖刷后,直接影響密封性能。
二、受結(jié)構(gòu)條件的限制該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)做通徑DN200以下閥門,原因是閥板整體結(jié)構(gòu)太厚,流阻大。
三、因三偏心結(jié)構(gòu)的原理,閥板的密封面與閥座之間的密封是靠傳動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。正流狀態(tài)時(shí),介質(zhì)壓力越高密封擠壓越緊。當(dāng)流道介質(zhì)逆流時(shí)隨著介質(zhì)壓力的增大閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí),密封開(kāi)始泄漏。
高性能三偏心雙向硬密封蝶閥,其特征在于:所述閥座密封圈由軟性T形密封環(huán)兩側(cè)多層不銹鋼片組成。閥板與閥座的密封面為斜圓錐結(jié)構(gòu),在閥板斜圓錐表面堆焊耐溫、耐蝕合金材料;固定在調(diào)節(jié)環(huán)壓板之間的彈簧與壓板上調(diào)節(jié)螺栓裝配一起的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)有效地補(bǔ)償了軸套與閥體之間的公差帶及閥桿在介質(zhì)壓力下的彈性變形,解決了閥門在雙向互換的介質(zhì)輸送過(guò)程中存在的密封問(wèn)題。采用軟性T型兩側(cè)多層不銹鋼片組成密封圈,具有金屬硬密封和軟密封的雙重優(yōu)點(diǎn),無(wú)論在低溫和高溫情況下,均具有零滲漏的密封性能。
試驗(yàn)證明池正流狀態(tài)(介質(zhì)流動(dòng)方向與蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同)時(shí),密封面的壓力是傳動(dòng)裝置的力矩和介質(zhì)壓力對(duì)閥板的作用產(chǎn)生的。正向介質(zhì)壓力增大時(shí)閥板斜圓錐表面與閥座密封面擠壓越緊,密封效果越好。當(dāng)逆流狀態(tài)時(shí),閥板與閥座之間的密封靠驅(qū)動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。隨著反向介質(zhì)壓力的增大,閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí),調(diào)節(jié)環(huán)的彈簧在受載后所儲(chǔ)存的變形能補(bǔ)償閥板與閥座密封面的緊壓力起到自動(dòng)補(bǔ)償作用。因此本實(shí)用新型不像現(xiàn)有的技術(shù)那樣,在閥板上安裝軟硬多層密封圈,而是直接安裝在閥體上,在壓板和閥座中間增設(shè)調(diào)節(jié)環(huán)是十分理想的雙向硬密封方式。它將可取代閘閥、截止閥及球形閥。
但是,這種蝶閥在使用過(guò)程中仍然存在以下問(wèn)題:
一、由于多層軟硬疊式密封圈固定在閥板上,當(dāng)閥板常開(kāi)狀態(tài)時(shí)介質(zhì)對(duì)其密封面形成正面沖刷,金屬片夾層中的軟密封帶受沖刷后,直接影響密封性能。
二、受結(jié)構(gòu)條件的限制該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)做通徑DN200以下閥門,原因是閥板整體結(jié)構(gòu)太厚,流阻大。
三、因三偏心結(jié)構(gòu)的原理,閥板的密封面與閥座之間的密封是靠傳動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。正流狀態(tài)時(shí),介質(zhì)壓力越高密封擠壓越緊。當(dāng)流道介質(zhì)逆流時(shí)隨著介質(zhì)壓力的增大閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí),密封開(kāi)始泄漏。
高性能三偏心雙向硬密封蝶閥,其特征在于:所述閥座密封圈由軟性T形密封環(huán)兩側(cè)多層不銹鋼片組成。閥板與閥座的密封面為斜圓錐結(jié)構(gòu),在閥板斜圓錐表面堆焊耐溫、耐蝕合金材料;固定在調(diào)節(jié)環(huán)壓板之間的彈簧與壓板上調(diào)節(jié)螺栓裝配一起的結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)有效地補(bǔ)償了軸套與閥體之間的公差帶及閥桿在介質(zhì)壓力下的彈性變形,解決了閥門在雙向互換的介質(zhì)輸送過(guò)程中存在的密封問(wèn)題。采用軟性T型兩側(cè)多層不銹鋼片組成密封圈,具有金屬硬密封和軟密封的雙重優(yōu)點(diǎn),無(wú)論在低溫和高溫情況下,均具有零滲漏的密封性能。
試驗(yàn)證明池正流狀態(tài)(介質(zhì)流動(dòng)方向與蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同)時(shí),密封面的壓力是傳動(dòng)裝置的力矩和介質(zhì)壓力對(duì)閥板的作用產(chǎn)生的。正向介質(zhì)壓力增大時(shí)閥板斜圓錐表面與閥座密封面擠壓越緊,密封效果越好。當(dāng)逆流狀態(tài)時(shí),閥板與閥座之間的密封靠驅(qū)動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。隨著反向介質(zhì)壓力的增大,閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí),調(diào)節(jié)環(huán)的彈簧在受載后所儲(chǔ)存的變形能補(bǔ)償閥板與閥座密封面的緊壓力起到自動(dòng)補(bǔ)償作用。因此本實(shí)用新型不像現(xiàn)有的技術(shù)那樣,在閥板上安裝軟硬多層密封圈,而是直接安裝在閥體上,在壓板和閥座中間增設(shè)調(diào)節(jié)環(huán)是十分理想的雙向硬密封方式。它將可取代閘閥、截止閥及球形閥。
蝶閥的發(fā)展及其在運(yùn)用過(guò)程中的易略知識(shí)
30年代,美國(guó)發(fā)明了蝶閥,50年代傳入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我國(guó)推廣則是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶閥已逐漸代替了閘閥。蝶閥與閘閥相比有開(kāi)閉時(shí)間短,操作為矩小,安裝空間小和重量輕。以DN1000為例,蝶閥約2T,而閘閥約3.5T,且蝶閥易與各種驅(qū)動(dòng)裝置組合,有良好的耐久性和可靠性。
橡膠密封蝶閥缺點(diǎn)是作節(jié)流使用時(shí),由于使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生氣蝕,使橡膠座剝落、損傷等情況發(fā)生。為此,現(xiàn)在上又開(kāi)發(fā)金屬密封蝶閥,氣蝕區(qū)減小,近幾年我國(guó)也開(kāi)發(fā)了金屬密封蝶閥,在日本近年來(lái)還開(kāi)發(fā)耐氣蝕、低振動(dòng)、低噪聲的梳齒形蝶閥。
一般密封座的壽命在正常情況下,橡膠15年-20年,金屬的80年-90年。但如何正確選用則要根據(jù)工況要求。
蝶閥的開(kāi)度與流量之間的關(guān)系,基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量,其流量特性與配管的流阻也有密切關(guān)系,如兩條管道安裝閥門口徑、形式等全相同,而管道損失系數(shù)不同,閥門的流量差別也會(huì)很大。
如果閥門處于節(jié)流幅度較大狀態(tài),閥板的背面容易發(fā)生氣蝕,有損壞閥門的可能,一般均在15°外使用。
蝶閥處于中開(kāi)度時(shí),閥體與蝶板前端形成的開(kāi)口形狀以閥軸為中心,兩側(cè)形成完成不同的狀態(tài),一側(cè)的蝶板前端順流水方向而動(dòng),另一側(cè)逆流水方向而動(dòng),因此,一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形開(kāi)口,另一側(cè)類似節(jié)流孔形開(kāi)口,噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多,而節(jié)流側(cè)閥門下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,往往會(huì)出現(xiàn)橡膠密封件脫落。
蝶閥操作力矩,因開(kāi)度及閥門啟閉方向不同其值各異,臥式蝶閥,特別是大口徑閥,由于水深,閥軸上、下水頭差所產(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外,閥門進(jìn)口側(cè)裝置彎頭時(shí),形成偏流,力矩會(huì)有增加。閥門處于中間開(kāi)度時(shí),由于水流動(dòng)力矩起作用,操作機(jī)構(gòu)需要自鎖。
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