低溫蝶閥的應用

2022-03-06 12:54:20 點擊量:

隨著工業技術的飛躍發展，對閥門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態下蝶閥密封的可靠性，動作的靈活性以及對低溫閥門的一些其它特殊要求。現結合其結構特點，對低溫性能方麵作簡單介紹。

對低溫蝶閥密封性能的要求：
低溫蝶閥產生泄漏的原因主要有兩種情況，一是內漏；二是外漏。
1 、蝶閥的內漏：
閥門產生內漏主要原因是密封副在低溫狀態下產生變形。當介質溫度下降到使材料產生相變時造成體積變化，使原本研磨精度很高的密封麵產生翹曲變形而造成低溫密封不良。我們對 DN250 閥門進行低溫試驗，介質為液氮（ -196 ℃ ）蝶板材料為 1Cr18Ni9Ti （沒經過低溫處理）發現密封麵翹曲變形量達 0.12mm 左右，這是造成內漏的主要原因。而如果將蝶閥的平麵密封改為錐麵密封。閥座是一個斜圓錐橢圓密封麵，與嵌裝在蝶板上的正圓形彈性密封環組成密封副。密封環可在蝶板槽內徑向浮動。當閥門關閉時，彈性密封環首先和橢圓密封麵的短軸接觸，隨著閥杆的轉動逐漸將密封環向內推，迫使彈性環再和斜圓錐麵的長軸接觸，最終導致彈性密封環與橢圓密封麵全部接觸。它的密封是依靠彈性環產生變形而達到的。因此當閥體或蝶板在低溫下產生變形時，都會被彈性密封環吸收補償，不會產生泄漏和卡死現象。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。
2 、蝶閥的外漏：
其一是閥門與管路采用法蘭連接方式時，由於連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步生鬆弛而導至泄漏。因此我們把閥體與管路的連接方式由法蘭連接改為焊接結構，避免了低溫泄漏。其二是閥杆與填料處的泄漏。一般多數閥門的填料采用 F4 ，因為它的自滑性能好、摩擦係數小（對鋼的摩擦係數 f=0.05 ～ 0.1) ，又具有獨特的化學穩定性，因此得到廣泛應用。但F4 也有不足之處，一是冷流傾向大；二是線膨脹係數大，在低溫下產生冷縮導致滲漏，造成閥杆處大量結冰，至使閥門開啟失靈。為此研製的低溫蝶閥采用自縮密封結構即利用 F4 膨脹係數大的特點，通過予留的間隙達到常溫、低溫都可以密封的目的。

低溫蝶閥閥體、閥杆軸襯的設計要求：
1、低溫閥門殼體結構形狀。材料選擇的正確與否對閥門能否正常可靠工作有著極其重要的意義，蝶閥的結構特點與截止閥、閘閥相比，不但避免了因形狀不規則，殼體壁厚不均勻，在低溫下產生的冷縮，溫差應力所引起的變形，而且由於蝶閥體積小，閥體形狀左右基本是對稱的，因而熱容量小；予冷量消耗也小；形狀規則又便於對閥門的保冷措施。
2 、閥杆襯套的選擇：有些低溫蝶閥在運行當中，閥門的轉動部位粘滯，咬合現象時有發生，主要原因是：配對材料選擇不合理，予留冷間隙過小，以及加工精度不高等原因所致。在研製低溫閥門時，采取了一係列措施，防止出現以上現象。對閥杆上、下軸襯選用了具有摩擦係數小及自潤滑性能的 SF-1 型複合軸承，這樣可以適用於低溫閥門的一些特殊需要。金屬密封型蝶閥具有的特點是一些普通閥門所不具備的，尤其是流阻小、密封可靠、啟閉迅速、使用壽命長等。三偏心金屬密封蝶閥是靠彈性環的變形而達到密封，因而不需要借助介質作用力，故可做雙向密封用。

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