切斷閥是自動化系[Xi]統中執[Zhi]行(Hang)機構的一[Yi]種,由[You]多彈簧氣動薄膜執行機構或浮動式(Shi)活塞執(Zhi)行機構與調節閥組成,接[Jie]收調(Diao)節儀表的信[Xin]号,控制(Zhi)工藝[Yi]管道内流體的[De]切斷(Duan)、接通或切換。可[Ke]廣泛地應用在石油、化工、冶金等工業生産部門。在現場使[Shi]用中,切斷閥往往[Wang]會出現切斷不(Bu)好,洩漏大等故障。除因堵卡、允(Yun)許壓差過小而[Er]被頂(Ding)開等原因[Yin]造成的洩漏[Lou]增加外,絕大部分(Fen)都是由于(Yu)調節(Jie)閥的[De]結構缺陷和選型不當造成的。
雙[Shuang]密封類調節[Jie]閥(如雙座閥、雙密封(Feng)套筒閥等)主要[Yao]的(De)缺點之一就是洩漏大。但上世紀80年代(Dai)以前[Qian],由于當時較盛行套筒閥,然而(Er),不少(Shao)廠家卻在(Zai)套筒閥上下了[Le]很(Hen)大功夫以改(Gai)進結構來降低洩漏量,使其演變成非常[Chang]複雜[Za]的結構。于是(Shi),這(Zhe)又帶來了許多(Duo)不足:零[Ling]件多、可靠性(Xing)差、備(Bei)件難、維護難、切斷效果不理想等等(Deng)。實際上,這是設計思路都陷入[Ru]了誤(Wu)區,與其在[Zai]閥[Fa]體的“心髒”内(Nei)作如此複雜的改動,倒不(Bu)如通過外部[Bu]調整來實現。因此,應選(Xuan)擇單密封類調[Diao]節閥。這樣,密封問題、可靠性問題、維修和備件問題均被一一解決了。此時,解決矛盾的重點(Dian)轉化為介(Jie)質對閥的不[Bu]平衡力(Li)增大[Da]的問題,解決它僅需配強[Qiang]力活塞執行機構、加粗閥杆即(Ji)可。這種通[Tong]過外部來解決的(De)辦(Ban)法[Fa]顯然比通過(Guo)内部的複雜改進要容易得多, 與其說這是辦[Ban]法問[Wen]題,還不如說(Shuo)這是思路問題。進入到九[Jiu]十(Shi)年代,人們[Men]開始尋找結構更簡單、密封更可靠的切斷閥(Fa)。這時,發現角行程(Cheng)閥比直行程[Cheng]閥(單座閥[Fa]、套筒閥[Fa]、閘閥)更具有優越(Yue)性,于是産生了三偏心切斷蝶閥、全功能切斷閥、硬密封切斷球閥。
二、密(Mi)封面(Mian)的[De]選擇
(1)面對[Dui]面密封(Feng):
常見的(De)柱塞閥芯,其(Qi)密封面為60℃的小錐面,閥座也是60℃的小錐面,此小錐面的寬度通常在0.5mm~2mm之間,要密封好就必須保證兩(Liang)個錐面良好接觸。但事實(Shi)上,它(Ta)始終受到加工誤差的影響(如(Ru)同心度、不圓度、傾斜度等),其密封效果不十分(Fen)理想。這類閥的洩漏率通常為[Wei]10-4,經過精密的研[Yan]磨可達10-6,隻能達[Da]到較好的密封等級。
(2)球面密(Mi)封:
利用閥芯[Xin]的球(Qiu)面轉動(Dong)與固定(Ding)的閥座小錐面相切(Qie),它們之間為線接(Jie)觸(Chu),這[Zhe]就比上述面對面(Mian)密封的效果(Guo)好[Hao]。華林公司推出的全功能(Neng)超輕型閥、球面密封蝶閥等就(Jiu)是采[Cai]用這(Zhe)一思路來制作的,其[Qi]洩漏(Lou)率可達10-6~10-8,高性[Xing]能(Neng)的三偏心蝶閥可高達10-8,以(Yi)至零洩(Xie)漏。
三、密封材料的選擇
(1)軟密封
除耐腐蝕的(De)襯裡閥門外,一(Yi)般的軟密[Mi]封(Feng)閥指閥芯或閥座(Zuo)兩者(Zhe)之一采用非金(Jin)屬材料(主[Zhu]要為聚四氟[Fu]乙烯,還有(You)橡膠等[Deng])的密封形式的閥。軟[Ruan]密封閥(Fa)密封效果最(Zui)佳,但在管道安裝、系[Xi]統[Tong]的清洗中都有可能留下或[Huo]多或少不(Bu)幹淨的(De)雜物(如[Ru]焊渣(Zha)、鐵屑等),它們[Men]流經調節閥(Fa)時,容(Rong)易把軟(Ruan)密封閥座(Zuo)或閥芯劃傷,使洩[Xie]漏量增加(Jia),密封的[De]可靠性[Xing]差。所以,選[Xuan]擇軟密封結構必(Bi)須考慮介質的清[Qing]潔和(He)投運前嚴格沖洗管[Guan]道。
(2)硬[Ying]密封
硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的最(Zui)佳選擇。這種方式在考慮密[Mi]封性的同時也考慮了使用壽命和(He)可靠性,雖然[Ran]出廠(Chang)指标隻[Zhi]有10-6~10-8,達不到軟(Ruan)密封零洩漏的效果,但足以[Yi]滿足[Zu]嚴密切斷的要(Yao)求,而且它經久耐用,從經濟的角度考慮更合算。
四、密封可靠性的考慮
(1)軟密封,切斷效果好(Hao),但不适宜用于含顆粒介質,一旦劃傷,洩漏會急劇增加。因此,條件允許[Xu]時盡[Jin]量選用硬密封。全功能超輕型(Xing)閥硬[Ying]密封可達(Da)10-7~10-8,三偏心蝶[Die]閥可[Ke]達零洩漏。
(2)對密(Mi)封耐磨(Mo)性的考(Kao)慮:除選硬(Ying)密封外,對洩漏要求10-6以上(Shang)的切斷型調[Diao]節閥,應該(或者說必須)堆焊(Han)耐磨合金(Jin)以提高密封(Feng)的耐磨性、耐[Nai]沖蝕(Shi)、耐劃(Hua)傷的(De)能力,提[Ti]高閥的壽命(Ming)。
(3)對高(Gao)溫介質的切斷(Duan)調節閥在室溫(Wen)下組(Zu)裝的,在高溫下工作,溫度變化幾百度。熱膨脹會改(Gai)變裝配時建立的密[Mi]封比壓。過緊,密[Mi]封[Feng]面會卡住,運[Yun]動時會嚴重擦傷,拉[La]傷[Shang];過[Guo]松,密[Mi]封壓不夠(Gou),兩種情況洩漏都會急劇增加。解決的最好辦法是用彈性閥(Fa)座來[Lai]吸收這一變化(Hua)造成的(De)差異。通常[Chang]有三種彈性(Xing)方案:①彈簧(Huang)式;②薄片式柔性金屬[Shu]環;③剛柔相濟的彈性(Xing)閥座。後者最好,即有[You]柔性克服熱[Re]膨脹(Zhang),又有剛度并堆耐磨合金(Jin)來提高耐磨面的可靠性(Xing)。
(4)對含顆粒的[De]沖蝕介質,要[Yao]考慮閥芯避讓開(Kai)高速介[Jie]質(Zhi)的直[Zhi]接沖蝕。直[Zhi]行程(Cheng)閥、蝶閥都不具[Ju]備這一功能,而[Er]全功能超[Chao]輕型閥(Fa)偏心[Xin]旋轉具有這[Zhe]一特點。遇此,應(Ying)選[Xuan]後二種閥。
(5)對于硬密封,必須有足夠的硬度差,同一硬度材料“互不相讓”,容易擦[Ca]傷。
(6)對(Dui)所配[Pei]執行機構應增大[Da]推力和剛度,使之動作[Zuo]自如。
五、切斷[Duan]閥主要閥型
按上[Shang]述分析,切斷閥(Fa)的(De)主[Zhu]要閥(Fa)型如下,選擇切(Qie)斷閥(Fa)應綜[Zong]合(He)考慮洩漏率、介質種類(Lei)、介質溫度、流[Liu]量系數等各種參(Can)數和性價比。在如[Ru]下優選秩序中,先[Xian]考慮硬密(Mi)封,再考(Kao)慮軟密封。
(1)全功能超輕型調節閥
(2)三[San]偏心金(Jin)屬硬密封[Feng]蝶閥
(3)雙偏心球[Qiu]面密封蝶閥
(4)球閥(軟密封[Feng]球閥及硬密封球閥)
(5)偏心旋轉[Zhuan]閥
(6)單(Dan)座閥
(7)單座套筒閥
六、“高、大”切斷(Duan)閥選擇
高溫、高[Gao]壓、大壓差(Cha)、大口徑切(Qie)斷是一個比較普遍的難(Nan)題,主要原因是缺少同時[Shi]具有允許壓[Ya]差大、切斷好、耐高溫膨脹[Zhang]卡的閥,如高(Gao)壓蒸(Zheng)汽調[Diao]節與切斷,因[Yin]壓差大[Da](1~3MPa或更大(Da)),口(Kou)徑大(Da)(DN200~300),不得不采用平衡式的雙密封(Feng)結構(如雙座閥或[Huo]雙密封套筒[Tong]閥),經[Jing]特殊處理(Li),洩漏率可(Ke)達10-4,全(Quan)功能超輕型調[Diao]節閥綜合性(Xing)能好,可較好(Hao)的解[Jie]決這一難題,洩(Xie)漏率可達10-6~10-7以上(Shang)。