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浆液阀的基本特点结构简介

更新时间:2013-12-12      浏览次数:1619

浆液阀也被称为刀型闸阀。20世纪70年代,国内在矿山、电厂行业输送煤浆、矿浆的管道上,还采用普通的闸阀。由于浆料的特殊性,使用普通的闸阀不能很好地满足其工况要求,易造成渣料沉积,使阀门难以启闭,甚至堵塞,此问题一直没有得到很好的解决。20世纪80年代后我国引进了浆液阀制造技术及有关设备,生产出电动、气动和手动的浆液阀。在近几十年的时间里,浆液阀结构形式及特征又在吸收和消化*技术基础上对阀体结构、密封形式、驱动装置及电气控制方面做了进一步更新。使其应用范围从普通领域扩展到了更为广阔的各行各业。 从矿山电厂的选煤、排矸、排渣,发展到了城市的污水处理及造纸厂纸浆处理,从一般的工业管道发展到了食品、卫生、医药等专业管道系统。超薄型的浆液阀以其体积小、流阻小、重量轻、易安装、易拆卸等优点*解决了普通闸阀、平板闸阀、球阀、截止 阀、调节阀、蝶阀等类阀门的流阻大、重量大、安装 难、占地面积大等的疑难问题。浆液阀出现后,大量的通用切断和调节类阀门已被浆液阀所取代。

浆液阀主要由阀体、闸板、阀杆,阀座和密封填料等部分组成,如图2-41所示。该阀适用于泥浆和含纤维材料等介质中,其刀刃形闸板可以切断介质中的纤维材料。

动作原理:当阀门需关闭时,顺时针转动手轮, 阀杆开始下降并使闸板下移,继续转动手轮,阀杆推动闸板下降,将闸板推移到关闭位置,这时闸板面已*覆盖通道,同时闸板在底部楔形刀口楔紧力的作用下,使得闸板面挤压密封圈,从而起到密封作用。 幵启时,逆时针转动手轮时,阀杆带动闸板向上运动,闸板移动离开密封圈,阀杆继续提升闸板(同时也使密封圈恢复弹性疲劳状态,从而提高了密封圈的使用寿命),使闸板离开密封面至通径顶部位置时, 即浆液阀幵到全通位置。

浆液阀具有以下优点:

①结构简单由于采用对夹式结构,该阀与普通阀门比较,具有体积小、重量轻的优点,安装位置不受限制,便于布置,因占地方或空间较少,对减少厂房面积,降低建筑层高,节约基建投资有着积极的意义。

②流体阻力小该阀*敞开的通道如一个短管节,阀壁平滑,防止了介质在阀内沉积,因此启闭操作灵活,无卡阻现象,不易堵塞。

③耐磨、耐蚀及密封性好闸板是根据介质性质选用不同材质的不锈钢制成的,阀内可采用橡胶密封圈,保证了阀门的良好密封性。通过运行试验证明,该阀使用寿命长,是普通阀门的3〜4倍。

④适用范围广泛浆液阀系列产品规格多种多样, 便于选用,不仅可以用在污水污泥处理工程上,也可用于煤炭、冶金、造纸、化工、发电、制糖等行业。

⑤安装简单维修方便本阀采用对夹连接,即将阀门夹在管道两个法兰之间,用螺栓穿过法兰及阀体的螺栓孔加以固定。

⑥经济效益好由于这种阀门使用寿命长,可 降低日常维修费用,减少了因阀门堵塞而需要拆换所影响的生产时间,直接和间接的经济效益是明显的。

浆液阀可认为是平板闸阀的衍生品。刀刃形闸板不仅薄,而且两面非常平滑,有良好的导向性能,阀座一般是镶嵌在阀体上的,通道与阀门口径一致,呈轴向设置,以保证闸板在介质压力作用下压向阀座, 实现密封。薄片闸板,使阀体变得相当紧凑,铸体在外形上类似于带凸耳的阀体。因为闸板开启中要穿过阀体的顶部,所以安装阀门的螺栓不能穿透所有凸

耳,而两凸耳之间受阀门结构长度限制,又没有安装螺母的空间,为了使所有紧固件相同,一般凸耳采用带螺纹盲孔。这种紧凑的短结构阀体,不仅节省材料和阀门的安装空间,同时也增加了阀门的耐用性。

浆液阀的通道是平滑的且为全通径设计,流体阻力系数小,压力损失少,从而具有很髙Cv值,非常适合黏性物质和带固体残渣的液体。刀刃闸板能有效切断膏状物,蜡、纤维和纸浆等介质,并有效密封。 闸板*由密封填料包围而且不触及阀体,遇压力和转矩造成的阀体的变形,只会压紧密封填料,而不会导致闸板卡滞。

浆液阀大规模生产的规格从DN50〜600 (NPS2〜 24),zui大可达DAT1800 (NPS72),较为常用的阀体材料包括铸铁、铸钢和不锈钢。奥氏体不锈钢一般应用于DN50〜600 (NPS2〜24)。结构钢阀体的阀门规格在DiV50〜1050 (NPS2〜42)。异种合金制造的 浆液阀也较为常见,如合金20,哈氏合金B和哈氏合金C等。为了提高阀门的耐腐蚀和侵蚀性能,还可以采用全衬橡胶结构。闸板一般采用不锈钢材料。 支架一般是铸钢件,某些情况下也有选择不锈钢。轴承或阀杆螺母一般采用铜合金。

阀门可配备标准法兰和螺栓紧固件,但压力限制会远低于正常法兰额定值,例如带有ASME B16.5 Classl50法兰面的阀门,额定值只能限制到3. 5〜 10baro用于固体输送、泥浆和纸浆浆料以及干燥颗粒工况的额定值,一般限制在阀体材料压力额定值的50%。

2.5.3结构形式

(1)阀体与阀盖结构

浆液阀有无阀盖结构和有阀盖结构两种。

常见的浆液阀大多是无阀盖结构[图2-42 (a)], 即闸板不是*封闭在阀体内部,阀门开启时,闸板升起,露出体外,通过设置在阀体上部的长方形填料函中的填料密封闸板,因此填料压盖不可能是螺纹或接头式,只能是螺栓压盖的形式(图2-43),这种结构很难采用复杂填料进行填充,即使可以填充复杂填料,密封也并不是十分可靠,一般只适合使用在那些无危险的介质中。

值得一提的是无阀盖浆液阀还有一种带导流孔式结构也被称为穿透式,如图2-44所示,闸板与阀座始终紧密接触密封的阀门,其闸板跟带导流孔的平板闸阀一样,闸板上幵有一个通径大小的圆孔,通过闸板启闭使得闸板上圆孔跟通径做*脱离和相吻合的 动作。此外,该结构的优点还在于阀体通径无凹槽, 介质不会卡阻堵塞,并且具有全通径流通特性,适合粉体颗粒介质的管道中使用。其密封结构可以分软密 封、硬密封结构。带导流孔式浆液阀具有精密构造,工艺性好,结构紧凑等特点,密封阀座为活动结构设计,有防磨损和自动补偿功能,因而寿命更长。在关闭和开启过程中阀座跟闸板一直紧贴运动,使得阀门启闭力稳定,并且具有切断介质等特点。

有阀盖结构的浆液阀常被称为全封闭式浆液阀 [图2-42 (b)和图2-45],其闸板启闭均在体盖内腔完成,*与外界环境隔绝,它适合与那些安装在污水池底下阀体浸泡在液体里的管道,如果不把闸板与外界环境隔离,那么闸板就会很快被外界环境所腐 蚀,影响阀门使用寿命。其操作原理及密封结构与无 盖式相同。阀体与阀盖采取特殊的结构,使得纸浆能够循环流动避免堵塞,见图2-46。此种结构适用于水利工程、地下管道工程等领域。

(2)阀座结构

图2-47 (a)所示密封结构是在闸板的一侧的阀体上设有与橡胶密封圈截面形状相配合的槽,橡胶密封圈置于槽中,并用金属压圈固定在阀体上,闸板另一侧的阀体底部设有与阀体为一体的楔块,楔块上设有斜面,在闸板下端设有与楔块上斜面相吻合的斜面 而构成密封结构,同时,橡胶密封圈可以更换,通常用于DN50〜450。图2-47 (b)所示密封结构是橡胶密封圈形状为梯形,紧紧嵌入阀体密封面上的梯形凹槽中,当闸板下移关闭时,橡胶密封圈全部被挤压在梯形凹槽内, 同阀体密封保持平整,这样橡胶密封圈不易被磨损,达到大口径浆液阀可靠的密封效果,通常用于DJV500〜1000o图2-47 (c)所示是在阀体上直接堆焊硬质合金, 从而使密封面达到较高的硬度,适用于粉状、颗粒、 煤渣、泥浆等介质,适用于介质含有较硬颗粒,密封性能要求不高的工况下,不适用于清水介质。图2-47 (d)所示采用浮动阀座结构,阀座上镶嵌0形密封圈,工作时密封圈在不同受力的状态下 可以在阀体内做适当的滑动。闸板受压越大,密封

 

能越好,此密封能实现闸板与密封圈*密封状态, 同时闸板在启闭过程中,密封面处于无摩擦区域,可延长阀门使用寿命。

图2-47 (e)所示结构与图(d)相同,不同的是阀座采用金属硬密封,提升了阀门的使用范围。

图2-47 (f)所示衬氨基甲酸乙酯浆液阀,于采矿业的关断和节流场合。这种阀门适用于磨粉浆和干燥研磨物质的处理应用,具备良好的双向密封性能。

阀座密封面由金属制成,密封性一般低于ISO 5208或GB/T13927规定的D级。如果工况需要达到较高的介质密封性,可采用橡胶0形圈、唇形橡胶密封圈镶嵌或衬覆制成,可将密封性能提高至八级。

2.5.4 冲渣口

浆液阀的处理对象包括聚集在阀底或腔体中的悬浮物。通常,这些区域的物质聚集是无关紧要的,除非它引起了阀门操作的问题。冲渣口就是通过注入液体冲洗碎渣来达到保持阀门清洁的作用。

能越好,此密封能实现闸板与密封圈*密封状态, 同时闸板在启闭过程中,密封面处于无摩擦区域,可延长阀门使用寿命。

图2-47 (e)所示结构与图(d)相同,不同的是阀座采用金属硬密封,提升了阀门的使用范围。

图2-47 (f)所示衬氨基甲酸乙酯浆液阀,于采矿业的关断和节流场合。这种阀门适用于磨粉浆和干燥研磨物质的处理应用,具备良好的双向密封性能。

阀座密封面由金属制成,密封性一般低于ISO5208或GB/T13927规定的D级。如果工况需要达到较高的介质密封性,可采用橡胶0形圈、唇形橡胶密封圈镶嵌或衬覆制成,可将密封性能提高至八级。

2.5.4 冲渣口

浆液阀的处理对象包括聚集在阀底或腔体中的悬浮物。通常,这些区域的物质聚集是无关紧要的,除非它引起了阀门操作的问题。冲渣口就是通过注入液体冲洗碎渣来达到保持阀门清洁的作用。

 

 

冲洗介质可以是液体、气体,甚至可以是蒸气, 通常并不需要持续的、强流的冲洗,只需在阀门堵塞时清洗一下就足够了。如果要处理的物质将要积垢或脱水,通常用细流冲洗就足够了。

冲渣口的位置可在阀腔的侧面或在阀门的底部。 图2-48所示为浆液阀的不同冲渣口位置。

 

浆液阀在应用于易磨损物质时,zui易于磨损的部件就是闸板和阀座。有几种选择方案可帮助解决相关问题。 

(1)偏转锥

偏转锥(图2-49)是夹在介质进口端阀门法兰与邻近管法兰间的金属锥体。只需用偏转锥稍稍地缩小内径口,就可以使水流方向偏离阀座方向,保护闸板的密封表面。偏转锥很容易更换,成本远低于更换整个阀门。

DiV80〜400 (NPS3〜16)偏转锥的标准材料为镍铬冷硬铸铁。镍铬冷硬铸铁是一种坚固的高硬度的含镍铸铁,其硬度可达58HRC。尺寸较大的偏转锥由不锈钢制造而成,可通过堆焊钴铬钨硬质合金Slite6®或碳化钨来加强硬度。当偏转锥与阀门一 起订购时,偏转锥配有一个衬垫,可垫于偏转锥与阀体之间。偏转锥在与对接法兰之间也需要衬垫。

(2)阀座与闸板的硬化处理闸板与阀座的表面硬化处理有多种方法,都可提供较高的表面硬度。 …

①17-4PH沉淀硬化不诱钢是一种用于闸板的经 过热处理的不锈钢。由17-4PH制成的闸板硬度可达到约44HRC。本材料有较强的防磨和抗冲击性能及*的耐蚀性能。zui大额定温度为482°C (900°F)。

②400系列是一种硬合金钢,洛氏硬度为51HRC。防磨性能及耐蚀性都非常好,并且有*的耐冲击性。zui大额定温度为482°C (900°F)。

③Slite 6®是一种堆焊在表面的钴铬钨合金, 因此表面必须进行机械加工。Slite6®的zui小厚度为1.5mm。Slite 6®通常用于阀座和闸板的前缘。

凭借耐用锋利的切削刃,这种闸板在切断纤维或碎片时特别有效。Slite 6®提供的硬度约为41HRC,其防磨性能好,有*的抗冲蚀和耐腐蚀能力。zui大额定温度为 871V (1600°F)。

④碳化钨是一种厚度约为0.2mm的薄层,可提 供的硬度约为70HRC。防磨性能,耐蚀性能好, 抗冲性能一般。zui大额定温度为649°C (1200°F)。

⑤渗氮是一种(表面)硬化处理。被硬化的材料放在氨气中加热或与含氮材料接触,通过氮的吸收产生硬度。渗氮可用于闸板或阀座,对其整体进行处理,硬度可达到65HRC,而耐蚀能力会大大降低,且硬化层很薄,抗冲击能力也很弱的。

⑥硬铬镀层是一层工业硬铬薄层。洛氏硬度为52HRC,其耐磨、耐蚀性和抗冲击性较好。zui大额定温度为 538°C (1000°F)。

安装于固定位置的大于DJV600 (NPS24)的阀 门可能水平安装在管道上,这时它需要特殊的闸板支 承和包装材料,以保证其理想的密封性能。阀门安装好后,闸板处于水平位置,其边缘有特制的闸板支承座(图2-50)安装于阀腔内,推荐使用的支承座材 料,如acrylic/PTFE或Kevlar®。在订购大型浆液阀时,应指明阀门的安装方向。

来源:上海自动化仪表销售网(www.40017.net)

来源:http://www.40017.net/info/jishu_07a3a906e25ea939.html

 

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