切斷閥(fa)是自動(dong)化系統中執行(hang)機(ji)構(gou)的一種,由多彈簧(huang)氣(qi)動薄(bao)膜執(zhi)行機構或(huo)浮動式(shi)活塞執(zhi)行機(ji)構與調節(jie)閥組成,接(jie)收調(diao)節儀表的信号(hao),控制(zhi)工藝(yi)管道(dao)内流體(ti)的切斷、接通(tong)或切換。可廣泛地應用在石油(you)、化工(gong)、冶金(jin)等工業生(sheng)産部門。在現(xian)場(chang)使用(yong)中,切斷閥往往(wang)會出現切斷不(bu)好,洩漏大等故(gu)障。除因堵卡、允(yun)許壓差(cha)過(guo)小而被頂(ding)開等原因(yin)造成(cheng)的洩漏增(zeng)加外(wai),絕大部分(fen)都是由于(yu)調節(jie)閥的(de)結(jie)構缺陷(xian)和選型(xing)不(bu)當造(zao)成的。
雙密(mi)封類調節(jie)閥(如雙座閥、雙密封(feng)套筒(tong)閥等)主要(yao)的缺點之一就是洩漏大(da)。但上世紀80年代以前,由于當(dang)時較盛行套(tao)筒閥,然而(er),不少(shao)廠(chang)家卻在(zai)套筒閥上(shang)下了(le)很大功夫(fu)以改(gai)進結構(gou)來降低(di)洩漏量,使其演變成非常複雜(za)的結構。于是,這又帶來了許多(duo)不足(zu):零(ling)件(jian)多、可(ke)靠性(xing)差、備(bei)件難、維護(hu)難、切(qie)斷效(xiao)果不理想等等。實際上,這(zhe)是設(she)計思路都(dou)陷入(ru)了誤(wu)區(qu),與其在(zai)閥體的“心(xin)髒”内作如此(ci)複(fu)雜的改動,倒(dao)不(bu)如通(tong)過外部調整來(lai)實現(xian)。因此(ci),應選擇單(dan)密封類調(diao)節閥。這樣,密(mi)封(feng)問題(ti)、可靠性問(wen)題、維修(xiu)和備件(jian)問題(ti)均被(bei)一一(yi)解決(jue)了。此(ci)時,解(jie)決矛(mao)盾的(de)重點(dian)轉化為介(jie)質對(dui)閥的不(bu)平衡力(li)增大的問(wen)題,解(jie)決它僅需配強(qiang)力活(huo)塞執(zhi)行機(ji)構、加粗(cu)閥杆即(ji)可。這(zhe)種(zhong)通(tong)過外(wai)部來(lai)解決(jue)的辦(ban)法顯然比通過(guo)内部(bu)的複雜改進要容易(yi)得多(duo), 與其說這是辦(ban)法問題,還不如說這是思路問(wen)題。進(jin)入到九十(shi)年代,人們開始(shi)尋找結構更簡(jian)單、密(mi)封更可靠(kao)的切斷閥。這時,發現(xian)角行程閥(fa)比直行(hang)程閥(單(dan)座閥、套筒閥、閘閥)更具有(you)優越性,于(yu)是産生了(le)三偏心切斷蝶閥、全功能切斷(duan)閥、硬密封切斷球閥。
二(er)、密封面(mian)的選擇
(1)面(mian)對面(mian)密封:
常(chang)見的(de)柱(zhu)塞閥芯,其(qi)密封面為(wei)60℃的(de)小(xiao)錐面(mian),閥座也是60℃的小(xiao)錐面(mian),此(ci)小錐面(mian)的寬度通(tong)常在0.5mm~2mm之間(jian),要(yao)密(mi)封好就必須(xu)保(bao)證兩個錐面良好接(jie)觸。但事(shi)實上,它始終受到加工誤差的(de)影(ying)響(如同心度、不(bu)圓度、傾斜(xie)度等),其密封(feng)效(xiao)果不(bu)十分(fen)理想。這類閥的洩漏率(lü)通(tong)常為(wei)10-4,經過精(jing)密(mi)的研(yan)磨可(ke)達10-6,隻能達(da)到較好的密封(feng)等級(ji)。
(2)球面(mian)密(mi)封(feng):
利用閥芯的球面轉動與固定的閥座小錐面相(xiang)切,它(ta)們之間(jian)為線(xian)接觸,這就(jiu)比上(shang)述面對面密封的效果好(hao)。華林(lin)公司推出(chu)的全功能(neng)超輕(qing)型閥、球面密封蝶閥(fa)等就是采用這一(yi)思路來(lai)制作(zuo)的,其洩漏(lou)率可達10-6~10-8,高性能(neng)的三(san)偏心蝶閥(fa)可高達(da)10-8,以至零(ling)洩漏。
三(san)、密(mi)封材(cai)料的(de)選擇
(1)軟密(mi)封(feng)
除耐腐蝕的(de)襯裡閥門外,一般的(de)軟(ruan)密封閥(fa)指閥芯或閥座(zuo)兩者之一(yi)采用(yong)非金屬材料(主(zhu)要為聚四氟(fu)乙烯,還(hai)有(you)橡膠等(deng))的密封形式的(de)閥。軟密封閥密封(feng)效果最佳,但在管(guan)道安裝、系(xi)統的(de)清洗中都(dou)有可能留下或(huo)多或(huo)少不幹淨的雜(za)物(如焊渣(zha)、鐵屑等),它們流經調(diao)節(jie)閥時,容(rong)易把軟(ruan)密封閥座或(huo)閥(fa)芯劃傷(shang),使洩(xie)漏(lou)量(liang)增加(jia),密封的可靠(kao)性(xing)差。所以,選(xuan)擇軟(ruan)密封(feng)結構必須(xu)考慮(lü)介質的清潔和投運前嚴(yan)格沖洗(xi)管道(dao)。
(2)硬密封
硬(ying)密封再(zai)堆焊耐磨合金等是(shi)切(qie)斷閥的(de)最(zui)佳選(xuan)擇(ze)。這種方式(shi)在考慮密(mi)封性的同(tong)時也(ye)考慮了(le)使用壽(shou)命和(he)可(ke)靠性,雖(sui)然出廠指标隻(zhi)有10-6~10-8,達不到軟(ruan)密封零(ling)洩漏的效(xiao)果,但(dan)足以(yi)滿足(zu)嚴密切斷的要(yao)求(qiu),而且它經久(jiu)耐用(yong),從(cong)經濟的角度考慮(lü)更合算。
四、密封可靠(kao)性的(de)考慮
(1)軟密封,切斷(duan)效果好(hao),但不适(shi)宜(yi)用(yong)于含顆(ke)粒介質,一旦劃(hua)傷,洩漏會急劇(ju)增(zeng)加。因此(ci),條(tiao)件允許時盡(jin)量選用(yong)硬密封(feng)。全功能(neng)超(chao)輕型閥硬(ying)密封(feng)可達(da)10-7~10-8,三偏心蝶閥可(ke)達(da)零(ling)洩(xie)漏。
(2)對密(mi)封耐磨性的考(kao)慮:除(chu)選(xuan)硬密封(feng)外,對洩漏要求10-6以上(shang)的切斷型(xing)調節閥,應(ying)該(或者說必須(xu))堆焊(han)耐磨合金(jin)以提(ti)高密(mi)封(feng)的耐磨(mo)性、耐沖蝕、耐劃(hua)傷(shang)的能力,提高(gao)閥的壽命。
(3)對高(gao)溫介(jie)質的切斷(duan)調節閥(fa)在(zai)室溫(wen)下組裝的,在高(gao)溫下工作,溫度變化(hua)幾百度(du)。熱膨脹會改(gai)變裝配時(shi)建立的密封比(bi)壓。過(guo)緊,密(mi)封(feng)面會卡住,運(yun)動時會(hui)嚴(yan)重擦(ca)傷,拉(la)傷;過松,密(mi)封壓不(bu)夠,兩種(zhong)情況洩漏(lou)都會(hui)急(ji)劇增(zeng)加。解決(jue)的最(zui)好辦法(fa)是(shi)用彈性閥座來(lai)吸收這一變化(hua)造成的(de)差異。通(tong)常有三(san)種彈性(xing)方案:①彈簧(huang)式;②薄(bao)片式(shi)柔性金屬環;③剛柔(rou)相濟的(de)彈性(xing)閥座。後者(zhe)最好,即有柔性(xing)克服熱膨脹(zhang),又有剛度并(bing)堆耐磨合金(jin)來提高(gao)耐磨(mo)面(mian)的(de)可靠(kao)性。
(4)對含(han)顆粒的(de)沖蝕介質(zhi),要考慮閥(fa)芯避讓開(kai)高速介(jie)質的直接沖(chong)蝕。直行程(cheng)閥、蝶閥都不具(ju)備這一功能(neng),而(er)全功能超輕型閥偏心(xin)旋轉具(ju)有這一(yi)特點。遇此(ci),應(ying)選後二種(zhong)閥。
(5)對于硬密封,必須有(you)足(zu)夠的硬度差(cha),同一硬(ying)度材(cai)料“互不相(xiang)讓”,容易擦傷。
(6)對(dui)所配執行機構(gou)應增大推力和剛度,使(shi)之動作(zuo)自如。
五、切(qie)斷閥主要(yao)閥型
按上(shang)述分析,切斷閥(fa)的主(zhu)要閥型如下,選擇(ze)切斷閥應綜合考慮洩(xie)漏率、介質(zhi)種類、介質溫(wen)度(du)、流量系數等各(ge)種參(can)數和(he)性價(jia)比。在(zai)如下優選(xuan)秩序中(zhong),先考慮硬密(mi)封,再考(kao)慮(lü)軟密(mi)封。
(1)全功能(neng)超輕(qing)型調節(jie)閥
(2)三偏(pian)心金屬硬密封(feng)蝶閥
(3)雙偏心球(qiu)面密封蝶(die)閥(fa)
(4)球閥(軟密封球閥(fa)及硬密封球閥(fa))
(5)偏心旋(xuan)轉閥
(6)單座閥(fa)
(7)單座套筒(tong)閥
六、“高、大”切斷閥選擇
高(gao)溫、高壓、大壓差、大口(kou)徑切(qie)斷是一個(ge)比較普遍(bian)的難(nan)題,主要原因是(shi)缺少同時(shi)具有允許(xu)壓(ya)差大、切(qie)斷好、耐高溫膨(peng)脹卡(ka)的(de)閥,如高(gao)壓蒸汽(qi)調節與(yu)切斷(duan),因壓(ya)差大(da)(1~3mpa或更大),口徑大(da)(dn200~300),不得(de)不采用平(ping)衡式的雙密封(feng)結構(如雙座閥(fa)或雙密封(feng)套筒閥),經特殊處理(li),洩漏率可(ke)達10-4,全(quan)功能(neng)超(chao)輕型調(diao)節閥綜合性能(neng)好,可(ke)較(jiao)好的解(jie)決這一難(nan)題,洩(xie)漏率(lü)可達10-6~10-7以上(shang)。