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保溫球閥的技術(shù)改進

2021-12-21 10:09:36 35

    隨著國內(nèi)工業(yè)的不斷發(fā)展,對管線上使用的保溫球閥的需求也隨之增加,對保溫球閥的要求也越來越高,用戶選用保溫球閥時,特別關(guān)注該閥有沒有具有良好的密封性能以阻止介質(zhì)的泄漏。由于進口保溫球閥的可靠性較好,因此用戶對重要部位多采用進口保溫球閥,但是進口保溫球閥價格昂貴,交貨周期較長,售后服務(wù)不方便,嚴重影響整套管線的運作。為了減少管線費用,實現(xiàn)保溫球閥的國產(chǎn)化,國內(nèi)廠家也不斷在國產(chǎn)保溫球閥的質(zhì)量上、密封可靠性上精益求精,力求代替進口保溫球閥。本文就針對保溫球閥在耐高溫問題上進行分析并提出改進措施。

    1 提出問題

    目前現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中的保溫球閥也稱夾套球閥,是在球閥的基礎(chǔ)上焊裝金屬夾套,夾套與閥體之間構(gòu)成保溫通道,通道內(nèi)注入蒸汽或其他保溫介質(zhì),確保閥內(nèi)介質(zhì)能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性,且閥門的通徑與管徑一致,同時又能有效地降低管路中介質(zhì)熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統(tǒng)中,以輸送常溫下會凝固的高粘度介質(zhì)。

    因受密封結(jié)構(gòu)及其相對應(yīng)的密封材料的制約,其使用的溫度小于200℃。而且長時間在200℃的工況下使用,壽命較短。雖然閥座方面可選用短時間能耐300℃的高強度石墨材料,但閥門中還有許多需要密封的部位仍無法在高溫場合下密封,特別是徑向密封方面,高強度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用O形圈密封結(jié)構(gòu),這樣整臺閥門的使用溫度直接受到O形圈使用溫度的制約,目前保溫球閥上使用的O形圈是氟橡膠,而氟橡膠的使用溫度在200℃以內(nèi),且不能長期在這極限溫度內(nèi)使用。遠遠不能滿足市場中許多介質(zhì)的要求,如工況介質(zhì)為松香時,其要求保溫球閥的使用溫度為300℃,這樣才有利于松香介質(zhì)獲得較為理想的流動性,傳統(tǒng)中用O形圈作為密封零件時,就無法滿足其要求。

    2 改進措施

    根據(jù)保溫球閥存在的問題,確定對保溫球閥的密封材料和結(jié)構(gòu)進行改進。

    (1)首先對圖 1 在支承圈與閥體之間,通常采用O形圈作徑向密封的結(jié)構(gòu)進行改進,取消采用O形圈的密封結(jié)構(gòu),在圖 2 支承圈上直接加工出臺階結(jié)構(gòu)使支承圈與閥體之間組成密封腔.在密封腔內(nèi)裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈,在密封圈后面加裝一個帶錐截面的墊圈,墊圈后面裝上專用結(jié)構(gòu)的螺塞,這樣通過旋緊螺塞,螺塞將力傳遞給墊圈,墊圈的錐截面將擠壓密封圈,密封圈產(chǎn)生變形,使其在徑向內(nèi)外貼緊支承圈和閥體,從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結(jié)構(gòu),同時,通過旋緊螺塞,使球體與閥座之間產(chǎn)生預(yù)緊密封力,使其獲得密封。

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    (2)在閥座密封結(jié)構(gòu)上亦做出相應(yīng)的改進,采用鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu),將閥體及支承圈挖出凹槽,凹槽底端裝入密封性能優(yōu)越且耐高溫的柔性石墨,既能起到閥座底端的密封作用,又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座,使用溫度可提高到425℃以內(nèi)長時間使用,從而解決了保溫球閥不能在200℃以上長時間使用的局面。并且還可根據(jù)實際工況的要求選用不同材質(zhì)的閥座。

    (3)在圖 1 中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接,當(dāng)溫度升高時,螺紋部分的密封很難保證,決定取消堵頭,在圖 2 中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭,連接端用纏繞墊進行密封,確保底端的密封可靠性。

    3 結(jié)語

    通過改進保溫球閥的密封結(jié)構(gòu),密封性能優(yōu)良,特別是改進后的柔性石墨代替了O形圈,在溫度≤425℃的工況上得到廣泛使用。隨著國內(nèi)工業(yè)水平的發(fā)展和技術(shù)進步,其性能將不斷提高,應(yīng)用范圍將不斷擴大。保溫球閥是根據(jù)市場需求而改進設(shè)計制造的,該閥門具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、密封可靠和壽命長等特點,目前該保溫球閥在用戶使用工況中運行良好,各項性能指標(biāo)均達到設(shè)計要求。對容易凝固、高粘度的液體介質(zhì)具有優(yōu)良的性能,特別適用于松香之類的稠質(zhì)介質(zhì)。

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