零泄漏氣動(電動)三偏心蝶閥的應用(yòng)及(jí)特點
在傳統的觀(guān)念中蝶閥隻能用於常溫、低壓和密封性要求不高的場(chǎng)合。隨著現代工藝技術和材料工業的不斷發展,蝶閥的應用範圍已(yǐ)遠遠超出了過去,幾乎可以取代大部(bù)分的(de)傳統調節閥,被廣泛地適用於工業的各個領域。特別是三偏心金屬密封蝶閥更是引人注目。
由於三偏心蝶閥的關閉和閘(zhá)閥(fá)關閉一樣是靠扭矩來完成的,閥門關閉的扭矩越大、閥座的密封性越好。故有人稱三偏心蝶閥為90°旋轉閘閥(fá)。在工廠的大檢修中越來越多的(de)三偏心蝶閥替代(dài)了閘閥,為此某些三偏心蝶閥的製(zhì)造廠專門生產了一種長度和閘閥相同的三偏心蝶閥(fá),並將這種三偏心金屬密(mì)封蝶閥稱為(wéi)三(sān)偏心閘閥。
一、蝶閥的分類
蝶閥(fá)若按偏心分類即以閥杆和閥板的位置來分,可分為四(sì)種(zhǒng)。
1、三偏心蝶閥(fá)
要耐高(gāo)溫、必(bì)須使用硬密封、但泄漏量大;要零泄漏、必須使用軟密封(fēng)、卻不耐高溫。為克服雙偏心蝶閥這一矛盾、又對蝶閥進行了第三次偏心。其結構特征為(wéi)在雙偏心的閥杆軸心位置偏心的同(tóng)時、使蝶板密封麵的圓錐型軸線偏(piān)斜於本體圓柱軸線、也就是說、經過第三次偏心後、蝶板的密封斷麵不再是真圓(yuán)、而是橢(tuǒ)圓、其密封麵形(xíng)狀也(yě)因此(cǐ)而不對稱、一邊傾斜於本體中心線(xiàn)、另一邊則平行於本體(tǐ)中(zhōng)心線。 這第三次偏(piān)心的最大特點就是從根本(běn)上改(gǎi)變了密(mì)封構(gòu)造、不再是位置密封、而是扭力密封、即不是依靠閥座的彈性(xìng)變形、而是完全依靠閥座(zuò)的接觸麵壓來達到密封效果、因此一舉解決了金屬閥座零泄漏這一難題、並因接觸麵壓與介質壓力是成(chéng)正比的、耐高壓高溫也迎刃而解。

2、雙偏(piān)心(xīn)蝶閥
該種閥閥杆(gǎn)與閥(fá)板有(yǒu)兩(liǎng)個方向的偏心,閥門(mén)的密封麵呈正圓台形。雙偏心蝶閥又稱高(gāo)性能蝶閥,其溫度壓力等級有150#和300#兩種;工作溫度視閥(fá)座材料的耐溫性而定。其(qí)閥座有彈性(xìng)體閥座和金(jīn)屬閥座兩種,彈性體閥座(zuò)的(de)密封等(děng)級可達ANSI-B104的六(liù)級或零泄漏,金屬閥座常(cháng)由(yóu)金屬薄板加工而成,密封等級一般為四(sì)級。
火災(zāi)安全型的雙偏心蝶閥的閥座是由彈性體閥座加上金屬薄板的閥座複合而成。正常情況下由彈性體閥座密封,可達ANSI-B104的六級密封;火災時,由於(yú)彈性體閥座燒毀,靠金屬閥座密封,此時閥(fá)門的(de)密封降(jiàng)到ANSI-B104的四級。

3、單偏心蝶閥
該種(zhǒng)閥閥杆與閥板有一個方(fāng)向的偏心。單(dān)偏心蝶閥的閥座大多為非金屬材料製造的彈性體閥座,溫度壓力等級為(wéi)150#及以下;適用(yòng)溫度一般不超過120°C;閥門的密封性能(néng)比(bǐ)中心對置蝶閥差一些;啟閉所需的扭矩較中心對置蝶(dié)閥小。單偏心蝶閥一般為較(jiào)大口徑(jìng)的(de)蝶閥(fá),閥杆大都采用兩節結構。

4、中心對置蝶閥
該種(zhǒng)閥閥板以閥(fá)杆為中(zhōng)心對(duì)稱布置。其閥(fá)座為彈(dàn)性閥座,溫度壓力等級大多為150#;適用溫度受閥座彈性體材(cái)料耐溫性能的影響,一(yī)般不過120°C。閥門的密封性能較好,能達到ANSI-B104六級或(huò)零泄(xiè)漏;啟閉所需的扭矩較大。這種閥(fá)門的結構一般是單根閥杆,通常口徑小於500mm,彈性閥座將閥體(tǐ)蓋住(zhù),介質不與閥體直(zhí)接接觸,有較好的防腐性能。
二、不同偏心結構蝶閥的性能變化
閥板偏心數增加(jiā)、閥板的厚度也加厚,則流體流經三偏心蝶閥的阻力(lì)增加;隨著(zhe)蝶閥偏心數目的增加,閥(fá)門的性能也有很大的變化。從四種不同結構蝶(dié)閥的比較可看出(chū):三偏心蝶閥可以產生較大的壓力(lì)降(jiàng),可當作調節閥(fá)使用;流體流經閥門時的壓力(lì)降隨偏心數目的增加而增加;但與其(qí)它一些非蝶閥相比,三偏心蝶(dié)閥的壓力降還是比較小的。隨著蝶閥偏心數目的變化,閥座密封性能也隨之改變,三偏心蝶閥有極佳(jiā)的閥座密封性能。偏心數目增大,閥(fá)門啟閉時所(suǒ)需的扭矩減小,所以三偏心蝶閥啟閉(bì)所需的扭矩比其它型式的蝶閥要小得多。隨偏心數目的變化,蝶閥的溫度壓力等級範圍和適(shì)用(yòng)的溫度範圍也會有較大的變化,三偏心蝶閥的適用溫度和壓力等級的範圍是其它型式(shì)蝶閥無法比擬的。
三、三偏(piān)心金屬密封蝶閥的工(gōng)作原(yuán)理
典型(xíng)的三偏心金(jīn)屬密封蝶(dié)閥除閥杆(gǎn)和閥板有(yǒu)兩個偏心外(wài),閥板和閥(fá)座的密封麵呈斜圓台形(這是所謂三偏心的第三個偏(piān)心)。閥門關閉時閥板由於偏心的緣故往前推,閥板和閥座在關閉過程中不(bú)產生摩擦,閥板直(zhí)接壓在閥座上,這樣就(jiù)保(bǎo)證了閥門的(de)使用壽命;另外,由於這種(zhǒng)閥門的密封圈(不論裝在(zài)閥座上或閥板上)具有一定的彈性,而且彈性(xìng)圈內(nèi)的凸台與彈性圈之間有少量的間隙可使彈性圈稍有位移;在閥門關閉時,受關閉力的作用,彈性體密封圈能自動移至受力最均勻的位置;再加上彈性圈的少量變形,使閥座處的密封圈均勻受力,達到最佳(jiā)密封狀態。
四、三偏心蝶(dié)閥的優點(diǎn)
1、壽命(mìng)長
三偏心金(jīn)屬密封蝶閥是一種金屬對金屬密封的閥門,在密封麵處無四氟乙烯,橡膠或其它非金屬(shǔ)材料,因(yīn)此(cǐ)可保證閥門耐磨,長時間工作不(bú)變形,也不會由於閥座變形而導致閥門(mén)泄漏。三偏(piān)心金屬(shǔ)密(mì)封蝶閥在閥門啟閉過程中閥板和(hé)閥座即脫開,它們之間無摩擦。故三偏心金屬密封蝶閥有極長的使用壽命,不易泄(xiè)漏,備品備件的消(xiāo)耗少(shǎo),檢修費用低。
2、調節(jiē)性能好
三偏心蝶閥有一定的調節性能,常被作為調節閥使用。
3、尺寸小重量輕
三偏心金屬密封(fēng)蝶閥與同口徑同壓(yā)力(lì)等級(jí)的(de)其它閥門相比,其尺寸要小得多,重量也要輕得多,因此(cǐ)價格比較便宜,並且閥門易於布置、管線支架簡單。
4、切斷性能好
三偏心金屬密封蝶閥(fá)利用扭矩切斷閥門,故閥座處有極佳的(de)密封性能,故(gù)有人稱為零泄漏(lòu)閥。介質中帶有的固體顆粒或髒物對三(sān)偏心金屬(shǔ)密封(fēng)蝶閥的切斷(duàn)性能無明顯影(yǐng)響(xiǎng),因為閥門接近關閉時(shí),介質流(liú)速很高,使髒物無法在閥(fá)座處積聚。
5、適用範圍廣(guǎng)
三(sān)偏心金屬密封蝶閥有寬廣(guǎng)的溫度壓(yā)力(lì)適用範圍(-253-815°C,帶襯裏的三(sān)偏心金屬密封蝶閥可耐更高的溫度)。三偏(piān)心金屬密封蝶閥(fá)的(de)壓力等級從150#到2500#;管徑從DN80mmDN2200mm,這(zhè)是大部(bù)分(fèn)其它結構型式閥門無法達到的。
6、本質火災安全
普通的火災安全蝶閥,在火災時,閥門(mén)密封處的非金屬(shǔ)物會在高溫下燒毀或損壞,所以這種閥在火災前後其密封性會發生變化。三偏(piān)心金屬密封蝶(dié)閥(fá),由於閥座和閥板的密封麵無非金(jīn)屬物,故火災前後其密封性能不發生改變,又稱本質(zhì)火災(zāi)安全。
7、多種變形(xíng)設計
三偏心金屬(shǔ)密封蝶閥有多種變形設計來滿足工業生產的不同需要,如:為使(shǐ)閥門保(bǎo)持高溫所設計的(de)帶夾套的三偏心金屬密封蝶閥(fá),為用於特(tè)高溫所設計的帶襯裏的(de)三偏心金屬密封蝶閥,為超低溫應用而製造的帶散熱鰭片的超低溫閥,為乙烯裝(zhuāng)置裂解爐出口特(tè)別設計的帶蒸汽吹掃(sǎo)的三偏(piān)心金(jīn)屬密封蝶閥等。三偏心金屬密封(fēng)蝶閥有(yǒu)多種聯(lián)接方式,如對夾、支耳、法蘭和焊接等。
8、閥門材質有多種
三偏心金屬密封蝶閥可(kě)用碳鋼、低溫碳鋼、不鏽鋼、蒙乃爾合(hé)金、哈氏合金,以及鈦鋯(gào)兩相合金等多種材料製作,以滿足(zú)工(gōng)藝過程的各(gè)種要求。
9、閥門係數(shù)大
與其它閥門相比,同口徑三偏心(xīn)蝶閥的閥門係數Kv要比截止閥大得多,在同樣的水力條件下,采用三(sān)偏心蝶閥時,由(yóu)於其壓力降(jiàng)較小,口徑可比其它閥門小(xiǎo)。
10、易於自動控製
90°旋轉啟閉是蝶閥固有的(de)特點,90°旋(xuán)轉執行機構的結構比直線行走結(jié)構簡(jiǎn)單,其動作過程快得多,可以滿足工(gōng)業上閥門快速啟(qǐ)閉的要求。同時由於三偏心(xīn)金屬密封蝶閥(fá)啟閉所需要的操作扭矩較小,故蝶閥所配的執行(háng)機構的尺(chǐ)寸要比其它閥門所配的執行機構尺寸小。另外,蝶閥易於配(pèi)備自控執(zhí)行機構,為自(zì)動化創(chuàng)造了條件。
五、三偏心金屬密封(fēng)蝶閥的應用
三偏心金屬(shǔ)密封蝶閥適用於各種壓力和溫度的蒸汽管道,以及不同壓力的(de)蒸汽冷凝水管道。從(cóng)小於(yú)1MPa的低壓(yā)飽和蒸汽到10MPa的過熱蒸汽;從石化行業的工(gōng)藝用汽(qì)到電(diàn)廠的中低(dī)壓蒸汽係統、蒸汽冷凝水回(huí)收係統,以及城市供熱供汽係統等(děng)管道上都可使用。
三偏心金屬密封(fēng)蝶閥適用於石油化工(gōng)行業的工藝管道,包括各種烴類介質、帶(dài)硬顆(kē)粒催化(huà)劑的管道等。以煉油廠催化裂化裝置為例,在下列場合有成功應用三偏心硬密封蝶閥的經驗:如主風機(jī)人口出口管道和放空(kōng)閥;氣壓機人口、出口,去火炬放空閥;油漿泵(bèng)出人口;煙氣輪機人口和旁路;中低壓蒸汽等(děng)處。乙烯裝置裂解爐出口的清焦(jiāo)閥是石油化工行業中應用條件比較苛刻的一種閥,介質中含有的碳顆粒可能積聚在閥門的密封麵上,在閥門關(guān)閉前(qián)需要用蒸汽吹掃閥門的密封麵,把可能(néng)積聚(jù)在密(mì)封麵上的碳顆粒吹掃掉,因此此處清焦閥(fá)可以用帶蒸汽(qì)吹掃的(de)三偏心金屬密封蝶閥代替。液化(huà)石油氣容(róng)易泄漏,某儲罐的進出口主閥使用三偏心金屬密封蝶閥更可靠。高粘度的(de)瀝青、燃料油及需要熔融狀態輸送的物料如硫等管道可用帶蒸汽夾套的三偏心金屬(shǔ)密封蝶閥。加熱爐(lú)的高溫煙氣管道需(xū)使用帶襯裏的三偏心金屬密封蝶閥。氣體分離及其它化工生產過程要(yào)求(qiú)超低溫,帶散熱鰭片的三偏心金屬(shǔ)密封(fēng)蝶閥可以(yǐ)適(shì)應超低溫環境。
在氧化鋁行業中,已有人把(bǎ)三偏心(xīn)硬密封蝶閥用於镓回收;在熔鹽加熱係統,三偏心蝶閥比球式蝶閥的切斷性能更好。目前凡是使用(yòng)閘閥或使用其(qí)它閥門有問題的場合(如熔鹽係統)都可用三偏心蝶閥一試。
冶金工業中軋鋼工序加熱爐的高溫(wēn)煙氣、鋼廠轉爐吹氧吹氮、高爐鼓風(fēng)機緊急放空等管(guǎn)道的控製都有一定的難(nán)度,主(zhǔ)要問(wèn)題是熱風閥的漏氣量太大,如(rú)用(yòng)三偏心蝶閥以上問題有望解決。
化(huà)學工業中,有時要求閥門一點不(bú)泄漏,因此用兩個切斷閥,中間再加上一個帶檢查閥的短管,或用一個固定球球閥加檢查閥,現可用(yòng)一個三偏(piān)心(xīn)雙密封帶檢查閥的蝶閥(fá)來滿足這個要求(qiú)。PSA變(biàn)壓吸附氫提純裝置需要閥門很頻繁地啟閉(bì),又不允許閥門(mén)有任何泄漏,三偏心硬密封蝶(dié)閥可(kě)作為首選閥門。
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