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            雙向流硬密封旋球閥第三代問世

            作者: 2012年05月28日 來源:上海雙球閥門 楊冰奔 廖工 瀏覽量:
            字號:T | T
            前言:雙向流硬密封旋球閥是上海雙球閥門楊總和技術總工經過多年的潛心研究,集人類在閥門史上的智慧和成果,在第一代雙向彈性硬密封球閥和蝶閥、第二代雙向流硬密封旋球閥、O球閥、V球閥、半球閥、鍋蓋閥的基礎上開

                 前言:雙向流硬密封旋球閥上海雙球閥門楊總和技術總工經過多年的潛心研究,集人類在閥門史上的智慧和成果,在第一代雙向彈性硬密封球閥和蝶閥、第二代雙向流硬密封旋球閥、O球閥、V球閥、半球閥、鍋蓋閥的基礎上開發出來第三代產品,同一產品同時解決了兩大世界性難題即一對密封副,正向和反向均能可靠地密封,同時在硬碰硬密封條件下做到零泄漏,實現了閥門界多年為之奮斗的夢想,為閥門行業創建了全新的起點和里程碑。
                    一、適用范圍,雙向流硬密封旋球閥廣泛應用于鋼鐵、冶金、電力、石油、石化、化工、自來水、造紙、制藥、環保等行業和部門。
                    二、歷史沿革,無論是球閥還是蝶閥,長時間各自發展,唯一的交集都用有限轉角的驅動裝置。其早期其共同的特點均是用軟密封。軟密封的最主要的優點是密封容易實現,缺點是在液體中容易泡脹、老化,而其密封是靠摩擦、變形實現的,因而使用壽命很短,一般約為三年左右,現在雖然還在大量使用,主要是取其價格極低的原因。因為軟密封使用壽命太短,有的工程還未結束,閥門就要更換,而且不能用于高溫,其實用價值極為有限。人們考慮用硬密封,但這種轉角啟閉方式作用力不能正向直接作用到閥芯上,有力也使不上。中線蝶閥、球閥和單偏心蝶閥是軟密所專用名稱。
                    在許多情況下必須要用雙向密封,例如在管路系統中,提供系統的介質壓力的所有的泵不是都同時開啟;管網有一定長度為保證供應而形成一個很多子系統,壓力不同的子系統與子系統相互隔離和聯絡;有的可能各種管路混在一起如制冷水、純水、生水、熱水、回收水、污水等難以分開,以及化工原料等,這些節點都必須裝設雙向密封閥門,否則必然漏水、浪費能量或各種介質混雜一起成了廢料。
                    蝶閥和球閥的發展過程不同,中間經過一段過程叫多層次硬密封蝶閥,其表面上是多層金屬片加軟夾層,實際上還是軟密封,即把軟質材料夾壓緊擠出來貼合密封面,出現了兩個非常大的問題,一是夾板用的XB板即石棉板,對接觸和飲用水的人造成高致癌的后果,現在還有很多廠還在生產,圖紙上說的是石墨,其實際用的還是石棉板。二是真正使用石墨夾層,眾所周知,石墨是一種粉狀無定形物質,本身無附著力,加入的粘結劑處于液體中尤其在很多帶有強烈分散能力的流體介質中,很快就會彌散開來,只能經常不斷地緊螺栓,不斷地擠壓出來,直到最終全部散失為止。因為一定寬度的密封面在中線、單偏心、兩偏心時密封面相互干涉無法啟閉,只有轉動中心線兩邊有不同角度才能啟閉,所以三偏心蝶閥是多層次蝶閥的專用名稱。
                    由于多層次密封是假硬密封真軟密封,其使用壽命還是很短,而且帶來新的問題,如多層次夾層遇到固態顆粒頂一下或人為碰一下,使多層次板縮進就會出現大漏。修復夾緊多層次的夾層要停止使用并吊出閥板,更新夾層工程量很大。因此在流體工程方面極需硬碰硬密封閥門。第一代硬碰硬密封蝶閥閥座用的是沖壓成型的彈性片,各廠家所用的形狀也各不相同,閥板密封面一般均用部分球體,這樣球閥和蝶閥開始結合起來。彈性密封蝶閥的優點是球體與閥座不須對磨和配對,缺點是強行擠入磨擦密封磨損大,而且長時間使用及溫度變化引起記憶回復亂變形,壽命很短,而且不能用于高溫和雜質。
                    第二代硬碰硬密封蝶閥與第一代的區別是閥座用實體金屬,在密封面上可以堆焊各種材料形成硬度不同的系列,與閥體結合的一面是O形圈。閥座在閥體內串動,正向壓力時閥芯推動閥座后退,閥座又被閥體內突條頂住,形成密封。反向時閥芯被壓力推開,閥座也跟著被推進,這樣又形成密封。也有在閥座與閥體內突條之間增加一圈圓柱彈簧或波形彈簧,以增加推力。其主要優點是具有真正的硬碰硬密封,缺點是閥座與閥芯必須配對研磨,閥座因為薄,加工時很容易變形,而且也不耐雜質高溫,其工作溫度取決于非金屬內件的可耐溫度, 介質中的雜質堵塞縫隙使閥座不能串動而失效。
                    關于第一代與第二代的劃分有爭議的是蝶閥和球閥,因為其出現的時間正好相反,球閥的彈性密封是為了去掉球體與閥座對磨工序而發展起來的,而這道工序需要全部人工的五分之一、全部工資支出的八分之一至十分之一,而且不能通配,在長周期的轉移、裝配過程中不能搞錯或稍有損傷。
                    綜上種種,能耐雙向壓力、高、低溫并能工作在雜質工質的第三代雙向硬碰硬閥門急需開發出來,以解決國家經濟發展之必須,圖1為三代雙向硬碰硬密封的結構比較。

                    三、結構特點,雙向流硬密封旋球閥主體為球閥與蝶閥的結合,主要結構類似蝶閥,而閥芯為部分球體即閥芯取球體實際有效的一部分即密封面附近的一部分,閥座為環錐面并與閥體一體,閥芯轉動中心與球體中心不同心。剖面圖上可見球體的弧面與環錐面接觸為點接觸,因而形成連續不斷的線密封,但球體的弧面與環錐面接觸的點與球中心形成的垂足都不與環錐面剖線垂直,換言之,閥座密封面不是球體的切線形成的連續面。有反力器當存在在反向作用壓力或反向作用壓力大于正向作用壓力形成反壓差時能抵消反向作用力,使之達到雙向密封。(見圖2)

                    產品結構特點確定了該產品有如下優點;
                    1、自適應功能,基于熵增原理,在重力或其它力的作用下,圓錐面內的球體能從任一方向運動與圓錐面自動對正中心并重合,即在介質作用下,閥芯與閥座中心不同心的情況下能自動完成對正中心和自動重合密封。
                    2、啟、閉無磨擦,基于球體偏心轉動原理,開啟時球體一瞬間離開閥座,關閉時球體一瞬間與閥座重合,因而啟閉時無磨擦。
                    3、自動彌合磨損,在球體或閥座有等距擴圈性磨損時,同樣基于球體偏心轉動原理,關閉時球體運動到其重合位置,并在熵增原理作用下自動調整姿態而越關越緊。
                    4、基于同樣的原理,在密封線投影面上,球體關閉時其面積不斷膨脹,開啟時其面積不斷縮小。
                    5、放大密封比壓,線接觸密封可以獲得極大的密封比壓,使硬碰硬密封獲得零泄漏成為可能。而球面的特性使其嵌入極淺,只要密封副材料硬度搭配選取適當和閥座材料的消痕性能、抗沖刷磨損性能良好,在達到零泄漏的情況下確保長使用壽命。
                    6、使用壽命長,閥芯密封面與閥座密封面均為金屬實體,可根據需要采用氣體保護或真空堆焊、等離子噴涂濺擊、以太鐳射原子滲透等方法在基體上形成勻質或梯度的高合金鋼、耐磨不銹鋼、硬質合金、超硬陶瓷合金、立方氮化硼、人造金剛石等材料層,以適應各種不同的工況,獲得超高的使用壽命。
                    7、在極端溫度下工作,本產品沒有橡膠、塑料等工作溫度受限制的零部件,因而選用適當的閥體材料可在低于零下-200℃或高于是1200℃以上的條件下使用,也可在各種腐蝕介質中使用,應用區間得到了大大的拓展。
                    8、可在固液兩相或固液氣三相同時存在的介質中使用,也可在亞固態流態介質如無定形粉體、固態顆粒體、爐渣、尾礦、濃密礦漿、渣漿、砼漿、紙漿、泥漿工況下使用。
                    9、流體壓力、壓差、流量、溫度的調節,本產品由于閥芯為球體的一部分并小于球體的一半,閥座為圓錐面,因而可用于流體壓力、壓差、流量的調節,流體壓力、壓差、流量、溫度與閥芯的開度基本上呈等百分比的關系。小開度時優點尤為明顯,因其正向小開度時,流體相對迸射指向閥腔中心,迸射的流體在閥腔中心相互沖撞,有效地消除流體介質的沖擊勢能,減少噪聲與振動。流線型閥芯降低甚至消除閥芯背面負壓旋渦區,消除空化空蝕的對閥芯的危害。在很大區域的中等開度范圍內,流體流量、壓力、壓差與開度的關系近似等百分比,其可調區為開度的30~80%,可調口徑大、比例大。(見圖3)

                    10、通道流暢、流阻系數小,流阻系數僅為截止閥的三分之一至五分之一。流線型內件掛渣少,閥腔下部積渣少。沒有閘閥的小開度振動劇烈和閘閥、球閥小開度時沖刷磨損特別嚴重的缺點。
                    11、可以用作為多功能隔離式泵控閥、自力式調節閥、浮球控制閥、減壓調節閥、泄壓安全閥等,
                    12、占空少、重量輕,本產品制造體積、安裝體積、操作體積均很小,重量輕,僅為球閥的五分之一、閘閥的三分之一、截止閥的二分之一,操作占高僅為閘閥的六分之一,截止閥的二分之一。由于閥芯基本對稱平衡,啟閉力矩小,在無螺紋、蝸輪減力的情況下,約為球閥的四分之一。啟閉轉角小于等于90°,因而啟閉行程短、啟閉迅速。因其結構長度短,因而可生產大口徑、極大口徑的閥門。


                    四、型號編制方法
            例如:800SQD3433—25C,其數字與字母分別代表:
            800—公稱通徑(DN,mm)
            SQ—雙向硬碰硬密封球閥(雙、球的拼音第一個字母)
             D—鼎球閥(鼎的拼音第一個字母)
            3—蝸桿驅動。其它:6—氣動,7—液動,9—電動
            4—法蘭式。其它:5—法蘭上裝式,6—焊接式,7—對夾式
            3—偏心
            3—工作溫度:-20℃~80℃。其它:1—-101℃以下,2—-46℃以下,3—-20~80℃,4—200℃以下,5—570℃以下,6—900℃以下
            25—公稱壓力(PN,bar)。其它:10—1.0MPa, 16—1.6MPa, 40—4.0MPa,
            C—閥體材料:碳鋼。其它:I—鉻鉬鋼,P—鉻鎳鈦不銹鋼,P—鉻鎳鉬鈦不銹鋼,V—鉻鉬釩鋼,
                    五、采用標準
            1、設計按GB/T12237-2007《通用閥門 法蘭和對焊連接鋼制球閥》、GB/T 21385-2008 《金屬密封球閥》、GB/T12238-2008《通用閥門 法蘭和對夾連接蝶閥》或API 608 《法蘭、螺紋和焊接的金屬球閥》、BSS SP-72 《法蘭和對焊連接的一般用球閥》、AP1609《凸耳和平板式蝶閥》、MSS SP-67-2002《蝶閥》。
            2、壓力溫度等級按GB/T12224《鋼制閥門 一般要求》或API 608 《法蘭、螺紋和焊接的金屬球閥》、API 609《凸耳和平板式蝶閥》
            3、法蘭按GB/T9113.1-2000<<突面整體鋼制管法蘭>>、GB/T 17241.6-1998 《整體鑄鐵管法蘭》或ASME B16.1《鑄鐵管法蘭和法蘭管件》、ASME B16.5《管法蘭和法蘭管件》、ASME B16.47《大直徑法蘭》、BS4504《管道 閥門 管件用圓法蘭》。
            4、結構長度按GB/T 12221-2005《金屬閥門 結構長度》或API 609《凸耳和平板式蝶閥》。
            5、檢驗試驗按GB/T13927-2008《工業閥門 壓力試驗》或AP1 598-2009《閥門的檢查和試驗》。
                    六、設計參數

                    七、零件材料

                    八、外形圖(見圖4)與連接尺寸 :

                    九、儲運安裝使用注意事項
            1、閥門在儲運過程中應處于關閉狀態,密封面涂抹油脂保護。
            2、安裝前應清除閥門內腔切屑、油污、雜物。
            3、安裝時蝶板應處于關閉狀態。
            4、在本閥門前后1DN距離內不允許同時安裝有蝶閥類閥門及彎頭、變徑、縮徑和螺紋管道。
            5、大口徑閥門不應懸空安裝,應有底座或支加支撐。
            6、無論是用于啟閉閥還是調節閥、控制閥,其工作區間最好大部分為閥板開度25°~85°之間。

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            標簽:雙向流 硬密封旋 球閥

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