上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論述了高溫高壓偏心半球閥的工作原理，介紹了半球閥密封副的自密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造要點(diǎn)。
1、高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述
偏心半球閥具有啟閉迅速，輕便，流阻小，關(guān)閉時(shí)利用楔形原理能夠清除結(jié)垢，便于氣控和電控等優(yōu)點(diǎn)，得到各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。針對偏心半球閥在高溫高壓工況下的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種新型的密封副自密封結(jié)構(gòu)。
偏心球體和閥座，閥桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)在共同軌跡自動定心，關(guān)閉過程中越關(guān)越緊，*達(dá)到良好的密封目的。本發(fā)明公開了一種自密封偏心半球閥，包括閥體，閥體內(nèi)設(shè)有進(jìn)液腔，閥體的一端設(shè)有與進(jìn)液腔連通的進(jìn)水孔、另一端設(shè)有與進(jìn)液腔連通的出水孔，閥體頂部連接有閥蓋，閥蓋上連接有主閥軸，閥體底部設(shè)有副閥軸，進(jìn)液腔內(nèi)設(shè)有連接在主閥軸和副閥軸上的半球狀閥板，半球狀閥板的表面上包覆有彈性密封層，所述半球狀閥板密封面的彈性密封層與進(jìn)水孔的內(nèi)端口部位接觸配合后可形成實(shí)現(xiàn)軸向密封的軸向密封副；所述半球狀閥板密封面上的彈性密封層與進(jìn)水孔的孔壁接觸配合后可形成具有徑向自密封效果的徑向密封副。該閥結(jié)構(gòu)簡單，具有軸向密封和徑向密封雙重效果，不易造成滲漏或泄漏，開啟扭矩小，可延長閥門的使用壽命。
2、高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作原理
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥偏心半球閥( 圖1) 閥體和半球體回轉(zhuǎn)中心( 即閥桿軸線) 與半球體密封球面的幾何中心偏置一個(gè)徑向尺寸，還與閥座密封面在閥體通道軸線上有個(gè)偏置尺寸。偏心半球閥依靠兩個(gè)偏心實(shí)現(xiàn)自鎖關(guān)閉，偏心的合理選配使得自鎖角小于摩擦角。自鎖角選的太小關(guān)閉容易，但開啟困難。自鎖角度選的大，開啟力小，但關(guān)閉力矩增大。認(rèn)為應(yīng)反復(fù)試驗(yàn)，確定合理的偏心量，保證可靠的自鎖密封性能。
偏心半球閥密封副的特點(diǎn)是閥門關(guān)閉時(shí)，閥座壓蓋壓緊碟簧，由碟簧推動密封壓蓋和閥座向半球體壓緊，并使碟簧在設(shè)計(jì)變形范圍內(nèi)，使密封副之間的作用力達(dá)到密封必須比壓，真空技術(shù)網(wǎng)認(rèn)為這樣可以保證閥門在低壓時(shí)不發(fā)生內(nèi)漏現(xiàn)象。在閥門啟閉過程中，閥座、密封壓蓋和密封圈作為一個(gè)構(gòu)件隨著半球體開啟角度的變化在管道軸線方向適量懸浮移動，在介質(zhì)壓力作用下向半球體壓緊，其向閥瓣壓緊的作用力隨著介質(zhì)壓力的升高而增大，從而達(dá)到自密封效果。
高溫高壓偏心半球閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1 高溫高壓偏心半球閥上裝式偏心半球閥的球體和閥座*脫離，消除了密封圈的磨損，克服了傳統(tǒng)球體閥座與球體密封面始終磨損的問題，非金屬彈性材料被嵌入金屬座中，閥座金屬面受到良好的保護(hù)。本產(chǎn)品特別適用于鋼鐵業(yè)，鋁業(yè)，纖維，微小固體顆粒，紙漿，煤灰，石油氣等介質(zhì)。
貨名DISCRIPTION | 貨號 ITEM NO. | 數(shù)量/箱 | 長寬高（MM） | 單件重量(KG) | 總件重量（KG） |
水輪機(jī)進(jìn)水閥門及減壓閥組 （1-6項(xiàng)） | AZ6547 | 1 | 1100*1050*1700 | 1500 | 1500 |
水輪機(jī)進(jìn)水閥門及減壓閥組 （7-10項(xiàng)） | AZ6547 | 1 | 1100*1050*1700 | 1500 | 1500 |
合 計(jì) TOTAL | 2 | 0 | 3000 | 3000 | |
閥門總清單數(shù);
1 | 電動球閥 | 手電動固定式球閥 Q947F-40C DN400 全通徑,底部帶排污孔 電壓380V 智能一體化帶手電一體 | 臺 | 1 |
2 | 電動旁通球閥 | 電動球閥 Q941F-40C DN40 電壓220V | 臺 | 2 |
3 | 手動旁通球閥 | 法蘭式球閥 Q41F-40C DN40 | 臺 | 2 |
4 | 手動排水球閥 | 法蘭式球閥 Q41F-40C DN40 | 臺 | 2 |
5 | 手動排水球閥 | 法蘭式球閥 Q41F-40C DN65 | 臺 | 2 |
6 | 法蘭式濾水器 | 法蘭式濾水器 GL41H-40C DN65 濾網(wǎng)40目，帶排污閥DN20,PN40 | 臺 | 1 |
7 | 電動球閥 | 手電動固定式球閥 Q947F-40C DN400 全通徑,底部帶排污孔 電壓380V 智能一體化帶手電一體 | 臺 | 1 |
8 | 法蘭式濾水器 | 法蘭式濾水器 GL41H-40C DN65 濾網(wǎng)40目，帶排污閥DN20,PN40 | 臺 | 1 |
9 | 水用減壓閥 | 水用減壓閥 YW42F-40C DN65 進(jìn)口壓力2.3-3 MPA, 出口壓力 0.2 MPA | 臺 | 2 |
10 | 水用安全閥 | 彈簧微啟式安全閥 A41H-40C DN50 整定壓力0.3MPA | 臺 | 2 |
11 | 對夾式蝶閥 | 對夾式蝶閥 D71X-10C DN65 | 臺 | 2 |
高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、上裝式偏心半球閥供應(yīng)壓力損失小：全開時(shí)水損為零，流道*暢通，且介質(zhì)不會沉積在閥體中腔內(nèi)；
2、上裝式偏心半球閥供應(yīng)耐顆料磨損：V形開口的球冠與金屬閥座之間具有剪切作用，在關(guān)閉過程中，只在后一刻球冠才靠向閥座，不形成磨擦，且閥座用 耐磨的鎳合金制成，不易被沖刷磨損，因而適用于含纖維、微小固體顆料、漿等；
3、適合高流速介質(zhì)：直通流道，堅(jiān)固的偏心一曲軸使之適合高流速具無振動；
4、上裝式偏心半球閥供應(yīng)壽命長：無易損部件，由于偏心作用，閥門啟閉時(shí)密封面間無磨擦，則使用壽命長；
5、維修方便：閥門維修時(shí)不需從管路上拆下，只要打開閥蓋即可進(jìn)行維修；
6、廣泛適用于水、污水、含微小固體顆料、水、蒸汽、煤氣、天然氣、油品等
3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
當(dāng)管道介質(zhì)壓力由低向高變化時(shí)，偏心半球閥要保持較好的密封效果密封副必須滿足2 個(gè)條件。
(1) 密封預(yù)緊力。通過螺栓產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，再由閥座壓蓋傳遞給碟簧，使得碟簧產(chǎn)生變形。為了延長碟簧使用壽命，碟簧的變形量不能超過自由高度的75%，通過系列力的傳遞使密封副達(dá)到設(shè)計(jì)的密封比壓。
(2) 密封面強(qiáng)度高。為保證密封副在高壓時(shí)不損壞，需要在半球體和閥座的密封面堆焊硬質(zhì)合金。堆焊材料需要根據(jù)工況做出調(diào)整，通常堆焊司太立合金，其抗擦傷性好，硬度高，耐沖蝕，可以延長閥門使用壽命。
為了在升壓初期密封圈處不發(fā)生內(nèi)漏，將密封圈做成90°的V 形口，密封圈壓蓋做成95°的V 形面(圖2) 。在碟簧預(yù)緊力作用下，利用密封圈壓蓋和密封圈之間的角度差，密封圈受到壓緊力后，開口適度增大，在徑向方向貼緊閥體和閥座，如果在有介質(zhì)作用力下，V 形開口也會增大，這樣會貼合更緊，密封效果更好。密封圈與閥座接觸的面做成斜面，便于增大接觸面的密封長度。為了使閥門滿足425°C 高溫狀態(tài)的工作要求，密封圈材料選擇編織或增強(qiáng)柔性石墨，碟簧材料選擇60Si2MnA 或Inconel。
高溫高壓偏心半球閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2 密封圈和密封圈壓蓋
4、高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)緊力
碟簧預(yù)緊力必須大于等于密封面必須比壓才可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)在低壓狀態(tài)下不泄漏，假設(shè)密封力*由介質(zhì)力作用，使得半球體與閥座密封面不泄漏，此時(shí)的介質(zhì)壓力為p，密封面上必須比壓為qMF。密封比壓為qMF時(shí)，達(dá)到密封比壓時(shí)的密封力F1和作用在閥座上的介質(zhì)力F2為
高溫高壓偏心半球閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高溫高壓偏心半球閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5、高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)語
高溫高壓偏心半球閥采用碟簧預(yù)緊自密封的密封副，并將密封圈材料由橡膠改為V 形增強(qiáng)柔性石墨或編織柔性石墨圈，實(shí)現(xiàn)閥門在低壓狀態(tài)下可靠密封。在0～10MPa 試驗(yàn)壓力作用下，閥門啟閉力矩小，密封效果好。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
