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金屬平面密封蝶閥特點及蝶閥工作道理

時間:2012-11-12 10:06:09 來源:https://www.mm0535.com 作者:弘凌泵閥 閱讀次數:2845

近幾年來,隨著現代工業的發展,蝶閥的利用已從低壓供水擴展到溫度高于538℃,低到-184℃的介質,壓力從低到高,廣泛用于空分、化工、冶金、污水處理等領域。并且口徑大,性能要求高,运用壽命要求長。當前,國內外生產的蝶閥大多數為橡膠密封和塑料密封,便当磨損和老化,達不到設備連續運行周期。以空分為例,當今以深冷分離原理為主的空分設備,其流程选取分子篩凈化流程,工作壓力為0.5~0.9mpa,介質溫度的變化范圍在10~200℃,其切換閥运用溫差大,口徑大,切換頻繁,閥門橡膠密封圈便利磨損和老化,而且更換困難。針對這些情況,開發研制了連桿增力式金屬平面密封氣動蝶閥系列。這種新式蝶閥獲得國家實用型專利。
    A、金屬平面密封氣動蝶閥的特點
a、选取杠桿式啟閉結構,使密封副間相對滑動很小,減小磨損。
b、執行機構选择連桿增力機構。這種機構在蝶閥處于關閉狀態時,驅動裝置能輸出最大扭矩,且具有自鎖职能,工作安全可靠。
c、选取金屬平面密封結構,具有很強的耐腐蝕性和耐磨性,適用于高溫環境,运用壽命長。
d、關鍵部件進行了優化設計,使總的閥門啟閉次數能够達到1×106次以上。
e、該閥的控制系統采取非接觸式電磁舌簧開關,不受環境條件限制,而且信號靈敏,準確性高,可能實現遠程遙控,氣動控制和自動控制,與設備配套時能够實現無人操作。
    B、氣動蝶閥結構及工作原理
    a、杠桿式啟閉結構
杠桿式啟閉結構。當蝶閥關閉時,主軸與杠桿用錐銷緊固,繞o點按逆時針轉,杠桿用帶孔銷帶動蝶板ab,由壓縮彈簧推動蝶板固定在杠桿的支點n上,隨主軸杠桿的轉動而轉動。當蝶板上端b與閥體密封面举座接觸而達到密封。開啟過程恰巧相反。在啟閉過程中,密封副間相對滑動很小,減小相對磨損。在關閉狀態為軸向壓力密封,改變傳統的外力擠壓密封。
    b、連桿增力式執行機構
連桿增力式執行機構,活塞在氣源壓力的功效下向右移動,活塞桿帶動力臂于箱體內滑動,連桿牽動搖桿順時針轉動,輸出扭矩。而連桿與搖桿「h」,等于箱體槽心至輸出大旨的距離。箱體槽壁继承側向推力f,分力p牽動搖桿轉動,根據力的分析可知:
p=q/cosαα=sin-1(1-sinβ)
m扭=phcos「90-α-β」=qhsin「α+β」/cos「α+β」
由上式可知,β角減小,α角增大,m扭值隨之添补。當β=0°、α=90°時「蝶閥處于關閉狀態」,驅動裝置輸出最大扭矩,而在啟閉過程中的扭矩小。此特点在曲線上凑巧原谅了蝶閥操作扭矩曲線,滿足蝶閥在關閉或開啟狀態時所需的密封力矩。
     c、平面密封結構
過去的氣動蝶閥密封副一般选取球面密封,密封壓力是擠壓作用力,其密封過盈量不能任意調整,密封性能取決于密封材料的過盈量,于是,設計中選擇密封材料及其過盈量顯得十分重要。在工作中,是在分子篩預凈化流程中,切換閥工作在10~200℃范圍內,选取橡膠密封圈時,橡膠的線性膨脹系數很大,受溫度變化影響大,過盈量很難準確確定。假若過盈量大,不仅增大摩擦力,并且時常出現“啃”和“翻舌”現象,使密封失效,過盈量小則出現泄漏。即使過盈量選擇合理,而這種閥門切換頻繁,經過一段時間運行后會因磨損而失效。假若采用非橡膠密封材料,據此刻資料所知,它們的彈性變形很小,徑向密封過盈難控制,制造當復雜,本钱高。同時對橡膠密封材料來說,溫度的不斷變化,使橡膠密封圈因溫度疲勞破壞而造成過早老化,對于大型空分設備配備的大口徑氣動蝶閥,換密封圈十分困難。
新式密封氣動蝶閥則选取金屬平面密封結構,閥瓣作為非易損件采用不銹鋼堆焊硬質合金,閥座密封環采取銅基合金或不銹鋼堆焊代鈷合金,它們具有很強的耐腐蝕和耐磨性,使用溫度范圍大,在-40~300℃之間能够利用,因而,利用壽命比橡膠密封大得多。
由于閥板的運動機構采取杠桿形式,當閥板關閉后,閥板與閥座成為平面接觸密封,其后杠桿相當于凸輪機構,倘若主軸繼續旋轉,那么閥板向前繼續平移達到力的平衡,有工作介質壓力時,能實現自密封,保證了密封可靠性。當整個密封面磨損后,還具有自動補償密封磨損量的特征,從而延長了使用壽命。
因为該閥門采用合理的結構,其使用性能比國內别的閥門好,能夠取代國外同類產品。

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