切斷閥在工業自動化中的應用和選擇
切斷閥是自動化系統中執行機構的一種,由多彈簧氣動薄👽膜執行機構或浮動式活塞執行機構與🧛🏾♀️調節閥組🤶🏾成,接😁收調節儀表的信号,控制工藝管道内流體的切斷、接通或切換。可廣泛地應用在石油🧜🏼♂️、化工、冶金等工業生産部門。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^被頂開等原因造成的洩漏增💕加外,絕大部分都是由于調節閥的結構✍🏻缺陷和選型不當造成的。
雙密封類調節閥(如雙座閥、雙密封套筒閥等)主要的缺點之一就是洩漏大。但上世紀80年代以前,由于當時💕較盛行套筒閥👩🍼,然而🧛🏽,不少廠家卻在套筒閥上下了很大功夫以改進結構來👹降低洩漏量,使其演變成非常😈複雜的結構。于是,這又帶來了許多不足:零件多、可靠性差、備件難😁、維護難、切斷效果不理想等等。實際上,這🤑是設計思路都陷入了誤區,與其在閥體的“心😸髒”内作如此複雜的改動👼🏾,倒不如通過外部調整來實現。因此,應選擇單密封類調節閥。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,解決矛盾的重點轉化為介質對閥的不平衡力增大的問題,解✍🏻決它僅需配強力活塞執行機構、加粗閥杆即可。這種通過👿外部來解決的辦法顯然比通過内部的複雜改進要容易得多, 與其說這是辦法問題,還不如說這是思路問題。進入到👾九十年代,人們開始尋找結構更簡單、密封更可靠的切斷閥。這時,發現角行程閥比直行程🧎🏻♀️➡️閥(單座閥😁、套筒閥、閘閥)更具有優越性,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、密封面的選擇
(1)面對面密封:
常見的柱塞閥芯,其密封面為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個錐面良好接觸。但事實上,它始終受到加工誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等),其密封效果不十分理想。這類閥的洩漏率通常為👹10-4,經過精密的研磨可達10-6,隻能達到較好的密封等級。
(2)球面密封:
利用閥芯的球面轉動與固定的閥座小錐面相切👾,它們之間為🙉線接觸,這就比上述面對面密封的效果好。華林公司推出的全功能超輕型閥、球面密封蝶閥等就是采用這一思路來制作的😵💫,其洩漏率可🔞達10-6~10-8,高性能的三偏心蝶閥可高♌️達10-8,以至零洩漏。
三、密封材料的選擇
(1)軟密封
除耐腐蝕的襯裡閥門外,一般的軟密封閥指閥芯或閥座兩者之一采用非金屬材料(主要為聚四氟⛹🏻♂️乙烯,還有橡膠等)的密封形式的閥。軟密封閥密封效果最佳,但在💘管道安裝、系統的清洗中都有可能留下或多或少不幹淨的雜物💕(如焊渣、鐵屑等),它們流經調節閥👩🏽🐰👩🏿時,容易把軟密封閥座或閥芯劃傷,使洩漏量增加🔞,密封的可靠性差😁。所以,選擇軟密封結構必須考慮介質的清潔和投運前💌嚴格沖洗管道。
(2)硬密封
硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的最佳選擇。這種…方式在💕考慮密封性的同時也考慮了使用壽命和可靠性,雖然出🧑🏻❤️🧑🏼廠指标隻有10-6~10-8,達不到軟密封零洩漏的效果,但👧🏾足以滿足嚴密切斷的要求,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,但不适宜用于含顆粒介質,一旦劃傷,洩漏會急劇增加。因此,條件允許時盡量選^用硬密封🙉。全功能超輕型閥硬密封可達10-7~10-8,三偏心蝶閥可達零洩漏。
(2)對密封耐磨性的考慮:除選硬密封外,對洩漏要求10-6以上的切斷型調節閥,應該(或者說必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨🧑🏻❤️🧑🏼性、耐沖蝕、耐劃傷的能力,提高閥的壽命。
(3)對高溫介質的切斷調節閥在室溫下組裝的,在高溫下工作,溫度變化幾百度。熱膨脹會改變裝配時建立的密封比…壓。過緊,密封面會卡住,運動時會嚴👋重擦傷😸,拉傷;過松,密封壓不夠,兩種情況洩漏都會急劇增加。解決的最好辦法是用彈性閥座來吸收這一變化造成的差異。通常有三種彈性方案:①彈簧~式;②薄片式柔性🙂↔️金屬環;③剛柔相😺濟的彈性閥座。後者最好,即有柔性克💫服熱膨脹,又有剛度并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速介質😜的直接沖💫蝕。直行程閥、蝶閥都不具備這一功能🙂↕️,而全功能超輕型閥👺偏心旋轉具有這一特點。遇此,應選後二種閥。
(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⛹🏻♂️”,容易擦傷。
(6)對所配執行機構應增大推力和剛度,使之動作自如。
五、切斷閥主要閥型
按上述分析,切斷閥的主要閥型如下,選擇切斷閥🧑🏻❤️🧑🏼應綜合考💔慮洩漏率、介質種類、介質溫度、流量系數等各種參數和性價比。在如下優選秩序中,先考慮👩🏿❤️💋👨🏽硬密封,再考慮軟密封。
(1)全功能超輕型調節閥
(2)三偏心金屬硬密封蝶閥
(3)雙偏心球面密封蝶閥
(4)球閥(軟密封球閥及硬密封球閥)
(5)偏心旋轉閥
(6)單座閥
(7)單座套筒閥
六、“高、大”切斷閥選擇
高溫、高壓、大壓差、大口徑切斷是一個比較普遍的🧑🏽❤️💋🧑🏻難題,主要原因是缺少同時具有允許壓差大、切斷🏊🏾♀️好、耐高溫膨脹💫卡的閥,如高壓蒸汽調節與切斷,因壓差大(1~3MPa或更大),口徑大(DN200~300),不得不采用平衡式的雙密封結構(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💌好的解決這一🎅🏿難題,洩漏率可達10-6~10-7以上。






