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蝶阀的选型及应用
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蝶阀的选型及应用

* 来源 : http://www.zy139.com * 作者 : 美国YLOK阀门 * 发表时间 : 2018-11-30 * 浏览 : 0

第四部分 蝶阀的选型与应用

     偏心密封蝶阀及其他蝶阀的优点非常突出,所以被广泛的应用于生活工作的方方面面,满足各种不同的要求。而且随着偏心密封蝶阀技术的不断发展,其被运用的空间也会越来越广泛。

 一、双偏心密封蝶阀的应用

        双偏心密封蝶阀采用偏心结构设计,其蝶阀主要结构由阀体、蝶板、阀座、阀杆及传动机构等部件组成,阀座采用可脱卸构造,并可根据不同介质的物理化学介质特性,选用相应的耐高温、耐腐蚀、耐光、耐老化材质,可广泛应用于给排水、污水、建筑、空调、石油、化工、食品、医药、轻纺、造纸、水电、船舶、冶金、能源系统等流体管线上作为调节和截流装置来使用。

二、三偏心密封蝶阀的应用

    三偏心蝶阀作为蝶阀最新科技的结晶,扬各种蝶阀之长,避各种蝶阀之短,必将越来越受到广大用户和设计人员的重视。其最大压力等级可以到达 2500 级,标准口径可以做到 48  英寸,而且对夹,凸耳,法兰,环接,对接焊,夹套,各种结构长度等都可以对应,由于材料选择余地很大,高低温及各种酸,碱等腐蚀性介质也都能对应自如。特别是在大口径方面,以其零泄漏的优势,在关断阀上,正在不断地取代粗大的闸阀和球阀,同样,以其优异的调控机能,在调控阀上,也正在不断地取代笨重的截止阀。到目前为止,三偏心密封蝶阀被使用在包括中国在内的石油天然气开采,海上平台,石油精练,石油化工,无机化工,能源发电等各大工业领域的过程控制等各种重要管线上。

三、重锤式蝶阀的应用

  (一)重锤式蝶阀技术原理

         重锤式蝶阀由蝶阀本体、液压联动旁通阀、重锤、释放装置、手动油泵(或电动油泵)、齿条传动油缸及电子控制等部分组成。由油泵的压力油输入齿条传动油缸,经活塞上齿条推动蝶板主轴上的齿轮旋转来开启蝶板,并将同轴上的重锤举至高点。重锤上的棘爪通过释放装置上的锁锭轴锁锭;锁锭轴的固定,由电磁铁和支托装置来控制。当事故发生时,由于电子控制部分的动作,电磁铁断电,锁锭轴失去控制,在重锤的自重作用下脱扣绕轴旋转,使蝶阀自动关闭。

       该蝶阀的油压系统,利用二段节流来控制蝶阀的关闭速度,开始时关闭速度较快,以减少飞车时间的持续和速率上升;后阶段关闭缓慢以控制水压上升率。

(二)重锤式蝶阀技术特点

         具有整机装配的手电两用油压系统,使整机结构紧凑,操作方便。在没有外来电源的情况下,能利用重力蓄能自行关机。当机组过速、轴承过热及发电机失磁时均能自动关闭,从而对机组进行了自动保护。该蝶阀采用电磁铁控制的锁锭机构,既安全可靠、操作力又小。

(三)蝶阀具体应用地点及效果

       沃托阀门生产的两台 D741X-10 重锤式蝶阀。电站型式为混合式,有压隧洞 1100m  ,洞径 2.6m ,压力管长 50m ,管径 1.2m ,设计水头 45.5m ,最高水头 47m ,设计流量 1.8m3 /s  ,水轮机 HL220-WJ -50A ,发电机 SFW-630-6/990 (电抗分流励磁),额定电压 400V ,额定容量 630kW  ,额定转速 1000r/min 1991 1 2 并入大电网发电至 1993 3 月,两台机合计运行 7780h  。重锤阀运行情况良好,评价如下:( 1 )设备动作正确,实现了安全生产,两台蝶阀开启 203 次、关闭 203 次,动作正确率 100%

2 )电动开启平均时间为 55s ,甩负荷时快关时间设定为 5s ,先快利于减少转速上升率,上升率控制在 40%  之内,慢关时间设定为 20s ,后慢在于减少水压上升率,上升率控制在 21% 之内;

3 )在事故停机过程中机组过速,当超过 1.4  倍额定转速时,由测速装置发令,重锤自动脱扣关闭进水阀,避免事故扩大,增加了运行安全感。

四、金属密封蝶阀在低温设备中的应用

        根据我国低温装置的不断发展,对低温蝶阀的要求日益增大,为适应市场经济发展的需要,对金属密封蝶阀进行结 构上的改进,研制出一种三偏心纯金属高密封性能的蝶阀(现已申报国家专利)无论介质是高温还是低温均能满足其需要。现结合其结构特点,仅对低温性能方面作简单介绍。

(一)对低温蝶阀密封性能的要求:低温蝶阀产生泄漏的原因主要有两种情况,一是内漏;二是外漏。

 1 、蝶阀的内漏:

       蝶阀产生内漏主要原因是密封副在低温状态下产生变形。当介质温度下降到使材料产生相变时造成体积变化,使原本研磨精度很高的密封面产生翘曲变形而造成低温密封不良。我们曾对  DN250 蝶阀进行低温试验,介质为液氮( -196 )蝶板材料为 1Cr18Ni9Ti (没经过低温处理)发现密封面翘曲变形量达 0.12mm 左右,这是造成内漏的主要原因。

新研制的蝶阀由平面密封改为锥面密封。阀座是一个斜圆锥椭圆密封面,与嵌装在蝶板上的正圆形弹性密封环组成密封副。密封环可在蝶板槽内径向浮动。当蝶阀关闭时,弹性密封环首先和椭圆密封面的短轴接触,随着阀杆的转动逐渐将密封环向内推,迫使弹性环再和斜圆锥面的长轴接触,最终导致弹性密封环与椭圆密封面全部接触。它的密封是依靠弹性环产生变形而达到的。因此当阀体或蝶板在低温下产生变形时,都会被弹性密封环吸收补偿,不会产生泄漏和卡死现象。当蝶阀打开时这一弹性变形立即消失,在启闭过程中基本没有相对磨擦,故使用寿命长。

 2 、蝶阀的外漏:  

其一是蝶阀与管路采用法兰连接方式时,由于连接垫料、连接螺栓、以及连接件在低温下材料之间收缩不同步生松弛而导至泄漏。因此我们把阀体与管路的连接方式由法兰连接改为焊接结构,避免了低温泄漏。其二是阀杆与填料处的泄漏。一般多数蝶阀的填料采用  F4 ,因为它的自滑性能好、摩擦系数小(对钢的摩擦系数 f=0.05 0.1) ,又具有独特的化学稳定性,因此得到广泛应用。但 F4  也有不足之处,一是冷流倾向大;二是线膨胀系数大,在低温下产生冷缩导致渗漏,造成阀杆处大量结冰,至使蝶阀开启失灵。为此研制的低温蝶阀采用自缩密封结构即利用 F4 膨胀系数大的特点,通过予留的间隙达到常温、低温都可以密封的目的。

(二)蝶阀阀体、阀杆轴衬的设计要求:

 1、低温蝶阀壳体结构形状。材料选择的正确与否对蝶阀能否正常可靠工作有着极其重要的意蝶阀的结构特点与截止阀、闸阀相比,不但避免了因形状不规则,壳体壁厚不均匀,在低温下产生的冷缩,温差应力所引起的变形,而且由于蝶阀体积小,阀体形状左右基本是对称的,因而热容量小;予冷量消耗也小;形状规则又便于对蝶阀的保冷措施。如新研制的            DD363H 型蝶阀为保证蝶阀在低温下的可靠使用,完全按照低温阀的特殊性进行设计和制造,如:壳体材料选择了具有立方晶格的1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢等。

2 、阀杆衬套的选择: 根据用户反映,有些低温蝶阀在运行当中,蝶阀的转动部位粘滞,咬合现象时有发生,主要原因是:配对材料选择不合理,予留冷间隙过小,以及加工精度不高等原因所致。在研制低温蝶阀时,采取了一系列措施,防止出现以上现象。例如:我们对阀杆上、下轴衬选用了具有摩擦系数小及自润滑性能的 SF-1 型复合轴承,这样可以适用于低温蝶阀的一些特殊需要。

 金属密封型蝶阀具有的特点是一些普通蝶阀所不具备的。尤其是流阻小、密封可靠、启闭迅速、使用寿命长等。三偏心金属密封蝶阀是靠弹性环的变形而达到密封,因而不需要借助介质作用力,故可做双向密封用。蝶阀的这些特点将会被更多的人所重视。今后也会有更多的蝶阀被应用到低温设备中。

五、蝶阀在运用过程中的应注意的事项

     蝶阀的开度与流量之间的关系,基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量,其流量特性与配管的流阻也有密切关系,如两条管道安装蝶阀口径、形式等全相同,而管道损失系数不同,蝶阀的流量差别也会很大。如果蝶阀处于节流幅度较大状态,阀板的背面容易发生气蚀,有损坏蝶阀的可能,所以一般均在 15 °外使用。蝶阀处于中开度时,阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心,两侧形成完全不同的状态,一侧的蝶板前端顺流水方向而动,另一侧逆流水方向而动,因此,一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口,另一侧类似节流孔形开口,喷嘴侧比节流侧流速快的多,而节流侧蝶阀下面会产生负压,往往会出现橡胶密封件脱落的现象。 蝶阀操作力矩,因开度及蝶阀启闭方向不同其值各异,卧式蝶阀,特别是大口径阀,由于水深,阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。另外,蝶阀进口侧装置弯头时,形成偏流,力矩会有增加。蝶阀处于中间开度时,由于水流动力矩起作用,操作机构需要自锁。

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