上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計和制造要點。
1、高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計概述
偏心半球閥具有啟閉迅速，輕便，流阻小，關(guān)閉時利用楔形原理能夠清除結(jié)垢，便于氣控和電控等優(yōu)點，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)運動時在共同軌跡自動定心，關(guān)閉過程中越關(guān)越緊，*達到良好的密封目的。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)有進液腔，閥體的一端設(shè)有與進液腔連通的進水孔、另一端設(shè)有與進液腔連通的出水孔，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水孔的內(nèi)端口部位接觸配合后可形成實現(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徑向尺寸，還與閥座密封面在閥體通道軸線上有個偏置尺寸。偏心半球閥依靠兩個偏心實現(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。認為應(yīng)反復(fù)試驗，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是閥門關(guān)閉時，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)計變形范圍內(nèi)，使密封副之間的作用力達到密封必須比壓，真空技術(shù)網(wǎng)認為這樣可以保證閥門在低壓時不發(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。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） |
水輪機進水閥門及減壓閥組 （1-6項） | AZ6547 | 1 | 1100*1050*1700 | 1500 | 1500 |
水輪機進水閥門及減壓閥組 （7-10項） | AZ6547 | 1 | 1100*1050*1700 | 1500 | 1500 |
合 計 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
1、上裝式偏心半球閥供應(yīng)壓力損失小：全開時水損為零，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，閥門啟閉時密封面間無磨擦，則使用壽命長；
5、維修方便：閥門維修時不需從管路上拆下，只要打開閥蓋即可進行維修；
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
當管道介質(zhì)壓力由低向高變化時，偏心半球閥要保持較好的密封效果密封副必須滿足2 個條件。
(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到設(shè)計的密封比壓。
(2) 密封面強度高。為保證密封副在高壓時不損壞，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，達到密封比壓時的密封力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)計高溫高壓偏心半球閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計
5、高溫高壓自密封偏心半球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計結(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 形增強柔性石墨或編織柔性石墨圈，實現(xiàn)閥門在低壓狀態(tài)下可靠密封。在0～10MPa 試驗壓力作用下，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
