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淺談金屬密封蝶閥在低溫設備中的應用
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随着工業技術的飛躍發展,對閥門行業提出了更嚴格的要求,尤其對低溫介質中所使用的蝶閥,除了能滿足一般閥門所具有的性能之外,更重要的是在低溫狀态下閥門密封的可靠性,動作的靈活性以及對低溫閥門的一些其它特殊要求。 随着工業技術的飛躍發展,對閥門行業提出了更嚴格的要求,尤其對低溫介質中所使用的蝶閥,除了能滿足一般閥門所具有的性能之外,更重要的是在低溫狀态下閥門密封的可靠性,動作的靈活性以及對低溫閥門的一些其它特殊要求。
衆所周知,蝶閥具有結構緊湊、體積小、重量輕(與相同壓力,相同通徑的閘閥相比可減輕40%~50%)流體阻力小、啟閉迅速等一系列優點。但我國一些低溫裝置如天燃液化設備、空氣分離設備以及變壓吸附設備等化工行業所采用的閥門有80%以上是截止閥或閘閥,采用蝶閥的數量很少。分析其原因主要是過的金屬密封蝶閥在低溫狀況下密封性能不良,以及其它一些因結構不合理等原因造成介質内漏和外漏,嚴重的影響這些低溫設備的安全和正常運行,不能滿足低溫設備的要求。

根據我國低溫裝置的不斷發展,對低溫閥門的要求日益增大,為适應市場經濟發展的需要,對金屬密封蝶閥進行結構上的改進,研制出一種三偏心純金屬高密封性能的蝶閥(圖一、現已申報國家專利)無論介質是高溫還是低溫均能滿足其需要。現結合其結構特點,僅對低溫性能方面作簡單介紹。

一、對低溫碟閥密封性能的要求:

低溫閥門産生洩漏的原因主要有兩種情況,一是内漏;二是外漏。

1) 閥門産生内漏主要原因是密封副在低溫狀态下産生變形所緻。當介質溫度下降到使材料産生相變時造成體積變化,使原本研磨精度很高的密封面産生翹曲變形而造成低溫密封不良。我們曾對DN250閥門進行低溫試驗,介質為液氮(-196℃)蝶闆材料為1Cr18Ni9Ti(沒經過低溫處理)發現密封面翹曲變形量達0.12mm左右,這是造成内漏的主要原因。

新研制的蝶閥由平面密封改為錐面密封。閥座是一個斜圓錐橢圓密封面,與嵌裝在蝶闆上的正圓形彈性密封環組成密封副。密封環可在蝶闆槽内徑向浮動。當閥門關閉時,彈性密封環首先和橢圓密封面的短軸接觸,随着閥杆的轉動逐漸将密封環向内推,迫使彈性環再和斜圓錐面的長軸接觸,最終導緻彈性密封環與橢圓密封面全部接觸。它的密封是依靠彈性環産生變形而達到的。因此當閥體或蝶闆在低溫下産生變形時,都會被彈性密封環來吸收補償,不會産生洩漏和卡死現象。當閥門打開時這一彈性變形立即消失,在啟閉過程中基本沒有相對磨擦,故使用壽命長。
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