圆柱形旋塞阀的种类与结构特点

2020-05-03 真空技术网整理 阀门手册

  圆柱形旋塞阀(fa)有(you)一(yi)个(ge)整体(ti)(ti)旋塞在一(yi)个(ge)紧配合(he)的(de)(de)圆柱形阀(fa)体(ti)(ti)里(li)旋转(zhuan)。如果是采用直接的(de)(de)金(jin)属(shu)-金(jin)属(shu)密(mi)封(feng)(feng),则需要相当大的(de)(de)力(li)矩来(lai)驱动旋塞阀(fa)。也可以(yi)(yi)在阀(fa)体(ti)(ti)的(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)或者旋塞的(de)(de)外表面(mian)(mian)涂(tu)(tu)层以(yi)(yi)减(jian)少摩擦(ca)(ca)并(bing)提高密(mi)封(feng)(feng)能力(li)。典(dian)型的(de)(de)涂(tu)(tu)层包括(kuo)PTFE、RislanTM和(he)陶瓷。旋塞是硬面(mian)(mian)的(de)(de),可以(yi)(yi)减(jian)少摩擦(ca)(ca)和(he)腐蚀。可以(yi)(yi)在旋塞和(he)阀(fa)体(ti)(ti)之间安装一(yi)个(ge)PTFE的(de)(de)套(tao)(tao)筒来(lai)密(mi)封(feng)(feng)和(he)减(jian)小摩擦(ca)(ca)。磨(mo)损(sun)后的(de)(de)套(tao)(tao)筒可以(yi)(yi)很(hen)容易(yi)被(bei)更换。

  旋塞阀(fa)的(de)使(shi)用(yong)(yong)在一定程(cheng)度上(shang)要看阀(fa)塞与阀(fa)体之间产(chan)生密(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)情况。圆柱形旋塞阀(fa)通常使(shi)用(yong)(yong)四种密(mi)(mi)(mi)封(feng)方法来实现(xian)密(mi)(mi)(mi)封(feng),即利(li)用(yong)(yong)密(mi)(mi)(mi)封(feng)剂,利(li)用(yong)(yong)旋塞膨(peng)胀、使(shi)用(yong)(yong)O形圈或使(shi)用(yong)(yong)偏心(xin)旋塞楔(xie)入阀(fa)座。

一、油封圆柱形旋塞阀

  油封(feng)圆柱形(xing)旋塞阀(fa)(fa)(图(tu)1)的(de)(de)(de)密封(feng)靠旋塞与(yu)阀(fa)(fa)体之间的(de)(de)(de)密封(feng)脂(zhi)(zhi)来实(shi)现。密封(feng)脂(zhi)(zhi)是用注脂(zhi)(zhi)机(ji)或注脂(zhi)(zhi)枪(qiang)经阀(fa)(fa)杆(gan)、旋塞杆(gan)加注到密封(feng)面(mian)。因此,当(dang)阀(fa)(fa)门(men)在使用时,就可通过(guo)注射补充密封(feng)脂(zhi)(zhi)来有效(xiao)地弥补其密封(feng)的(de)(de)(de)不足。

  由于(yu)密(mi)封面在阀(fa)门全开位置时(shi)被保(bao)护而(er)不与(yu)流动介质接触,同时(shi)密(mi)封面即便磨损又(you)可通过油(you)封实现密(mi)封,所以油(you)封式(shi)旋塞阀(fa)特(te)别适用于(yu)磨蚀(shi)性介质。但是(shi)油(you)封式(shi)旋塞阀(fa)不宜用于(yu)节流工况(kuang)。这是(shi)因为节流时(shi)会从漏出的(de)密(mi)封面上冲掉(diao)密(mi)封脂,这样阀(fa)门每次关闭时(shi),都(dou)要对(dui)阀(fa)座的(de)密(mi)封进行恢复。

  该阀的(de)缺(que)点是(shi)对(dui)密(mi)(mi)封脂的(de)添(tian)加需要(yao)人工操(cao)作,采用自动注(zhu)射密(mi)(mi)封脂虽能克(ke)服这一(yi)问题,但需增加装(zhuang)填设备(bei)的(de)费用。一(yi)旦由于缺(que)乏保养或由于密(mi)(mi)封脂选型(xing)不(bu)合适,或者在密(mi)(mi)封之间产生了结晶(jing)使(shi)旋塞不(bu)能在阀体中(zhong)转动时,就必须对(dui)阀门进行清理和(he)维修。

油封圆柱形旋塞阀

图1 油封圆柱形旋塞阀

二、膨胀圆柱形旋塞阀

  图2与(yu)图3所示圆柱形旋塞阀(fa)的(de)密封(feng)是(shi)靠压(ya)紧(jin)螺(luo)母或旋塞对阀(fa)座的(de)膨胀(zhang)来实现的(de)。

  图2所示的(de)旋塞(sai)阀有一填料套筒,它(ta)用压(ya)紧螺母紧固(gu)于阀体上(shang)。填料通常由(you)压(ya)缩石棉或聚(ju)四氟乙(yi)烯(xi)制成。如果阀门(men)泄漏,需(xu)要再次压(ya)紧填料以(yi)实现(xian)密封,则必(bi)须(xu)在阀门(men)关(guan)闭位置进(jin)(jin)行,以(yi)防(fang)止填料进(jin)(jin)入流道内。这种阀门(men)的(de)尺寸较(jiao)小(xiao),但可以(yi)用于较(jiao)高(gao)压(ya)力(li)(li)和(he)高(gao)温度工况。其典(dian)型应用是对压(ya)力(li)(li)表和(he)液面计进(jin)(jin)行隔离。

带有压紧螺母的圆柱形旋塞阀

图2 带有压(ya)紧(jin)螺母的圆柱形旋塞阀

1—阀体;2—压紧(jin)螺母;3—旋塞;4—填料(liao)

  图3中所示(shi)阀门(men)的(de)旋塞被分为两(liang)个(ge)部分,并有(you)一(yi)个(ge)在外部可进行(xing)调节的(de)楔块将其撑开。阀门(men)的(de)密封由(you)镶入两(liang)个(ge)旋塞表面的(de)狭窄PTFE环来实现。由(you)于这种(zhong)特(te)殊(shu)的(de)结构使得这种(zhong)阀门(men)也可实现双重截断(duan)和(he)泄放(fang)。

膨胀圆柱形旋塞阀

图3 膨胀圆(yuan)柱形旋塞阀

  这种阀(fa)门特别(bie)适(shi)用于(yu)要求(qiu)使用不(bu)锈钢(gang)和其他贵重合金来制造阀(fa)门的场(chang)合中,能够(gou)用于(yu)处理泥浆,但不(bu)适(shi)用于(yu)磨蚀性介(jie)质。黏度(du)很(hen)高的介(jie)质容易使楔(xie)紧(jin)机(ji)构不(bu)易操作。但是在使用条(tiao)件(jian)限(xian)制的范(fan)围之内,将该阀(fa)门用于(yu)频繁操作的场(chang)合是非常可靠的。

三、O形圈密封圆柱形旋塞阀

  图(tu)4所示旋(xuan)(xuan)塞(sai)(sai)阀(fa)是(shi)用O形(xing)圈(quan)密封的(de)圆柱形(xing)旋(xuan)(xuan)塞(sai)(sai)阀(fa)。O形(xing)圈(quan)镶嵌于旋(xuan)(xuan)塞(sai)(sai)的(de)止口上,组(zu)成旋(xuan)(xuan)塞(sai)(sai)的(de)密封圈(quan)。当阀(fa)门关闭时,介质经上游O形(xing)圈(quan)流入旋(xuan)(xuan)塞(sai)(sai)与阀(fa)体(ti)间的(de)腔室里(li),并迫使下游O形(xing)圈(quan)与旋(xuan)(xuan)塞(sai)(sai)和阀(fa)体(ti)密封副(fu)紧(jin)密接(jie)触,从(cong)而形(xing)成密封。

  此类阀门主要用(yong)于高压液压系统中(zhong)。但是,只要弹性(xing)O形(xing)圈的材料与(yu)介质(zhi)相适应,也(ye)可以用(yong)于其他场合。

O形圈密封圆柱形旋塞阀

图4 O形圈密封圆柱形旋塞阀

四、弹性座封偏心圆柱形旋塞阀

  1、结构(gou)形式

  弹(dan)性座封(feng)(feng)偏心圆柱形旋塞阀(图5)是一种(zhong)新(xin)型结构的(de)旋塞阀,该阀采用(yong)弹(dan)性座封(feng)(feng)偏心结构。旋塞为(wei)曲轴(zhou)式,表面全部包覆(fu)橡胶;阀座用(yong)耐蚀合(he)金堆(dui)焊(han);与(yu)旋塞密封(feng)(feng)面中心有一定偏心距(ju);流(liu)道的(de)过流(liu)截面为(wei)矩形。

偏心旋塞阀

图5 偏心旋塞阀

1—阀体;2—旋(xuan)塞;3—止推垫片;4—阀盖;5—填料; 6—垫片;7—压(ya)盖;8—支架;9—蜗轮(lun)

  2、工作原理

  该种(zhong)弹性(xing)(xing)(xing)座封(feng)偏心(xin)结(jie)构,曲轴式旋塞不(bu)仅(jin)有(you)足够的(de)(de)(de)(de)(de)强度来承受高(gao)压和传递转矩,而且(qie)在阀(fa)(fa)门(men)全开时可(ke)(ke)巧(qiao)妙(miao)地避开流道,获(huo)得(de)较大的(de)(de)(de)(de)(de)过(guo)流面积(ji);表(biao)面包覆(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)橡胶,采用(yong)热硫化模(mo)压的(de)(de)(de)(de)(de)成形(xing)工艺,保证了橡胶与内(nei)部金属(shu)骨架的(de)(de)(de)(de)(de)牢(lao)固黏合,光滑流畅的(de)(de)(de)(de)(de)外表(biao)面,准确(que)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)密封(feng)面,提高(gao)了阀(fa)(fa)门(men)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蚀性(xing)(xing)(xing)能(neng)和使(shi)用(yong)寿命、密封(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)和互换性(xing)(xing)(xing);耐(nai)蚀合金堆(dui)焊的(de)(de)(de)(de)(de)阀(fa)(fa)座,密封(feng)面接触面积(ji)小,与旋塞密封(feng)面中心(xin)有(you)一定偏心(xin)距,确(que)保密封(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)零泄漏效果(guo),可(ke)(ke)降低阀(fa)(fa)门(men)启(qi)闭操作力矩,并延长了使(shi)用(yong)寿命;矩形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)过(guo)流截面,使(shi)阀(fa)(fa)门(men)用(yong)于(yu)调节(jie)装置时,可(ke)(ke)获(huo)得(de)理想的(de)(de)(de)(de)(de)线性(xing)(xing)(xing)调节(jie)特(te)性(xing)(xing)(xing)。

  弹性座封偏心(xin)旋(xuan)塞(sai)阀(fa)(fa)的(de)(de)关(guan)闭和开(kai)启(qi),是通过旋(xuan)塞(sai)和阀(fa)(fa)体(ti)(ti)的(de)(de)偏心(xin)运动来实现的(de)(de)。旋(xuan)塞(sai)相对阀(fa)(fa)体(ti)(ti)有一(yi)个(ge)偏心(xin)距,阀(fa)(fa)体(ti)(ti)上的(de)(de)阀(fa)(fa)座相对旋(xuan)塞(sai)体(ti)(ti)的(de)(de)回转中心(xin)也有一(yi)个(ge)偏心(xin)距。当旋(xuan)塞(sai)体(ti)(ti)旋(xuan)转90°从全开(kai)到全闭位置时(shi),旋(xuan)塞(sai)体(ti)(ti)的(de)(de)密(mi)封面(mian)就和阀(fa)(fa)座贴合,从而达到阀(fa)(fa)门关(guan)闭,实现密(mi)封目的(de)(de)。

  当阀门(men)处于(yu)打开位置时[图5(a)],整个旋塞体离开通(tong)道,流(liu)(liu)体全流(liu)(liu)量(liang)通(tong)过(guo),这时通(tong)流(liu)(liu)能力最大,流(liu)(liu)阻最小。

  当阀门处(chu)于调节(jie)位置(zhi)时(shi)[图(tu)5(b)],旋(xuan)(xuan)塞(sai)的一部分(fen)挡(dang)住(zhu)了通(tong)(tong)道(dao),流(liu)通(tong)(tong)面(mian)积改变(bian),从(cong)而使(shi)流(liu)量得到调节(jie)。由于偏(pian)心运动(dong),使(shi)旋(xuan)(xuan)塞(sai)在旋(xuan)(xuan)转时(shi)不与阀座(zuo)、阀体接触(chu),无(wu)(wu)磨(mo)损,无(wu)(wu)卡住(zhu)现象,这一特性(xing)特别适合(he)作为自(zi)动(dong)控制阀。

  当阀门(men)处于关闭位置时[图(tu)5(c)],旋(xuan)塞和阀座接触,由(you)于偏心(xin)运(yun)动,使(shi)旋(xuan)塞与阀座的(de)密封(feng)比(bi)压(ya)随着输入力(li)矩和介质压(ya)力(li)的(de)增加(jia)而(er)增加(jia),密封(feng)可靠性大大提高。

圆柱形旋塞阀的种类与结构特点

图6 工(gong)作原理

  3、性能特点

  弹(dan)性(xing)座封(feng)偏心旋塞阀,对传统旋塞阀和(he)半球阀进(jin)行了(le)诸多(duo)改进(jin),确保(bao)产品可(ke)靠的使用(yong)功能,从下述(shu)性(xing)能特点(dian)中(zhong),可(ke)以了(le)解到该阀先进(jin)的功能和(he)结构设计(ji)。

  a、弹性座(zuo)封(feng)(feng)结(jie)构。弹性旋塞与耐蚀阀(fa)座(zuo)形(xing)成的密封(feng)(feng)结(jie)构,确保阀(fa)门(men)密封(feng)(feng)可靠,实现零泄漏(lou)(lou)。克服了(le)传统旋塞阀(fa)和半球阀(fa)金属密封(feng)(feng)易(yi)泄漏(lou)(lou)的缺陷。

  b、偏心密封设(she)计。操作力只作用在阀(fa)(fa)门密封面(mian)(mian)接触或(huo)脱(tuo)离(li)的极短行(xing)程(cheng)内,并(bing)且随工作压力的降低(di)而迅速减小,密封面(mian)(mian)无磨(mo)损可(ke)自动(dong)补偿。解决了传(chuan)统旋塞阀(fa)(fa)和球阀(fa)(fa)由于密封面(mian)(mian)全(quan)行(xing)程(cheng)强制挤压,需(xu)要较(jiao)大持久操作力且密封面(mian)(mian)磨(mo)损严重的问题。

  c、整(zheng)(zheng)体(ti)包胶旋(xuan)塞(sai)(sai)。全部(bu)口径范围(wei)的(de)(de)(de)整(zheng)(zheng)体(ti)旋(xuan)塞(sai)(sai)均(jun)采用最新硫化工艺,外表面全部(bu)用高(gao)性能橡胶包覆,密封(feng)弹性佳,耐流(liu)体(ti)腐蚀和高(gao)速流(liu)体(ti)的(de)(de)(de)冲蚀。克服(fu)了传统旋(xuan)塞(sai)(sai)阀(fa)裸(luo)露的(de)(de)(de)金属旋(xuan)塞(sai)(sai)和半球阀(fa)分离式的(de)(de)(de)球芯,容易受到(dao)流(liu)体(ti)腐蚀的(de)(de)(de)缺陷。

  d、特种(zhong)耐蚀(shi)阀(fa)(fa)(fa)座。不(bu)锈(xiu)钢(gang)或纯镍堆(dui)焊(han)的阀(fa)(fa)(fa)座与阀(fa)(fa)(fa)体(ti)结(jie)合(he)牢(lao)固,耐固体(ti)颗(ke)粒的磨损、腐(fu)蚀(shi)介质的破(po)坏和高速(su)流体(ti)的冲(chong)蚀(shi)。密(mi)封件的可互(hu)换性高,仅更换阀(fa)(fa)(fa)门旋(xuan)塞即(ji)可继(ji)续使用。克服了半球阀(fa)(fa)(fa)浮动式阀(fa)(fa)(fa)座密(mi)封件互(hu)换性差,后期维(wei)护困难的缺点。

  e、矩(ju)形直通流道。直通流道,流体水头损失小;矩(ju)形截面,可作(zuo)为(wei)手动、电动及气动调(diao)(diao)节阀使用,流量线性调(diao)(diao)节特性非(fei)常(chang)好(hao)。克服了传统球阀和半球阀用作(zuo)调(diao)(diao)节阀时,其圆(yuan)形截面的线性调(diao)(diao)节特性不理想(xiang)的问题。

  f、一体式弓形阀轴(zhou)(zhou)。阀轴(zhou)(zhou)与(yu)旋塞整体铸造成形,传(chuan)动强度(du)和(he)刚度(du)高。弓形阀轴(zhou)(zhou)设计,在阀门全开(kai)时可避开(kai)流(liu)道,导流(liu)效果显着。重(zhong)量较(jiao)传(chuan)统旋塞阀和(he)半球(qiu)阀轻。

  g、可(ke)拆卸阀(fa)盖(gai)(gai)(gai)。阀(fa)盖(gai)(gai)(gai)与阀(fa)体通过螺栓连(lian)接(jie),阀(fa)门只需拆下阀(fa)盖(gai)(gai)(gai)螺栓即可(ke)在(zai)管道上维(wei)护(hu)。传统(tong)球阀(fa)为对(dui)开式或筒状阀(fa)体,当阀(fa)门出现故障时(shi),必须将阀(fa)门整体从管道上拆下方可(ke)维(wei)护(hu)。

  h、高强(qiang)(qiang)度承(cheng)压壳体。阀体、阀盖(gai)等(deng)承(cheng)压壳体采(cai)用高强(qiang)(qiang)度球墨铸(zhu)铁(tie),承(cheng)压强(qiang)(qiang)度和刚度高,比传统(tong)旋塞阀和半球阀的灰(hui)铸(zhu)铁(tie)重量轻,运输吊装便利。同时作为密(mi)封(feng)面堆(dui)焊(han)基体,与密(mi)封(feng)面堆(dui)焊(han)材料结合工艺(yi)性好。

  i、高(gao)速(su)介质。高(gao)性能球(qiu)墨(mo)铸铁(tie)壳体、密封橡胶(jiao)及堆焊阀座,适(shi)用于高(gao)速(su)流体的冲蚀。介质使用温度可达-50~135℃,特别适(shi)用于各种冷、热水场合(he)。

  j、耐蚀表面(mian)处(chu)理(li)。可根据介质(zhi)的腐蚀性(xing)及工作环境,灵(ling)活选择对(dui)应的表面(mian)防(fang)腐处(chu)理(li)方案,确保在各种恶劣工况下(xia)的长久使用寿命。

  4、应用范围(wei)

  弹性(xing)(xing)座(zuo)封偏心(xin)旋(xuan)塞阀(fa)(fa)因其偏心(xin)设计、不锈钢或纯镍堆焊的(de)阀(fa)(fa)座(zuo)、整体包胶旋(xuan)塞,使得(de)其耐蚀(shi)性(xing)(xing)、密封性(xing)(xing)极好(hao),使用寿(shou)命、可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)比传(chuan)(chuan)统部(bu)分(fen)回转阀(fa)(fa)门(men)要(yao)长很多。因此,该阀(fa)(fa)作为(wei)传(chuan)(chuan)统旋(xuan)塞阀(fa)(fa)和半(ban)球阀(fa)(fa)的(de)理(li)想升级产品,特别适合(he)于工(gong)(gong)业污水、城市(shi)污水、泥(ni)浆(jiang)和含固量(liang)高的(de)介质(zhi)的(de)场(chang)合(he),目前(qian)在(zai)美国、德国和意(yi)大利(li)等欧美发(fa)达国家的(de)污水处理(li)和其他工(gong)(gong)业系统已(yi)得(de)到(dao)广泛应用。

  若弹性座封(feng)偏心旋塞阀用于清水管道系统(tong)中,其安装方(fang)式可以垂直(zhi)也可以水平。

  在原水、污水系统里,旋(xuan)塞阀(fa)(fa)必须要水平安装,使旋(xuan)塞的轴(zhou)线在垂直方向,并保证操(cao)作装置(zhi)在上方,这样,在开启旋(xuan)塞阀(fa)(fa)时,旋(xuan)塞不会被沉(chen)于底(di)部(bu)的杂(za)质阻(zu)止或(huo)刮(gua)伤,另外杂(za)质若沉(chen)积在阀(fa)(fa)体的底(di)部(bu),当旋(xuan)塞在节(jie)流(liu)调节(jie)状态时,由于介质流(liu)速高,杂(za)质易于冲出。

  对于清水(shui),阀(fa)(fa)(fa)门(men)安装方(fang)向应为正向,即阀(fa)(fa)(fa)座与流体(ti)(ti)方(fang)向相对。若流体(ti)(ti)内含有固体(ti)(ti)、可沉积(ji)的颗粒(li),则应优(you)先(xian)考(kao)虑阀(fa)(fa)(fa)门(men)的轴线为水(shui)平方(fang)向安装。即在(zai)水(shui)平管(guan)(guan)线上(shang),若打开(kai)阀(fa)(fa)(fa)门(men),旋塞应位于水(shui)平管(guan)(guan)道的顶部;在(zai)竖直管(guan)(guan)线上(shang),若关(guan)闭阀(fa)(fa)(fa)门(men),旋塞应位于上(shang)部。

  旋塞阀可以正向或(huo)反向安装(zhuang),流体(ti)介质和阀门所处的位置决定阀门的安装(zhuang)方向。由于偏心(xin)密封结(jie)构(gou),旋塞阀承受(shou)反向压力的能力受(shou)到限(xian)制(zhi),正常情况下只(zhi)保证正向密封性能。

  弹性座(zuo)封偏(pian)心(xin)旋(xuan)(xuan)塞阀的(de)直(zhi)通流(liu)(liu)道,使流(liu)(liu)体水(shui)头损失(shi)小(xiao),在相同(tong)的(de)流(liu)(liu)量下旋(xuan)(xuan)塞阀的(de)压力损失(shi)最小(xiao),能耗(hao)最低(di),且随着阀门通径的(de)增大这(zhei)一优(you)点更加明显。弹性座(zuo)封偏(pian)心(xin)旋(xuan)(xuan)塞阀的(de)矩形截面(mian),可获得(de)理想的(de)线(xian)性流(liu)(liu)量调节(jie)特(te)性,阀门的(de)驱动方式可以配置电动、气(qi)动或液动装置,以便实现(xian)自动控制。

  例如,弹(dan)性座封偏心旋塞(sai)阀(fa)(fa)可用于泵(beng)出口控(kong)制阀(fa)(fa),兼(jian)有防止(zhi)回流(liu)(liu)(liu)、防止(zhi)水锤和(he)调(diao)(diao)节(jie)流(liu)(liu)(liu)量(liang)的功能。当(dang)泵(beng)启动时,阀(fa)(fa)逐渐(jian)开(kai)大,流(liu)(liu)(liu)量(liang)输出慢慢增加,不(bu)容易造成水锤,损坏系(xi)统上的设备。当(dang)泵(beng)关闭时,先关阀(fa)(fa),再停(ting)泵(beng),可提供分段(duan)关闭,控(kong)制阀(fa)(fa)能与泵(beng)的关闭保持(chi)同步,防止(zhi)水流(liu)(liu)(liu)回流(liu)(liu)(liu)产(chan)生水锤。利(li)用旋塞(sai)阀(fa)(fa)的调(diao)(diao)流(liu)(liu)(liu)和(he)截流(liu)(liu)(liu)作(zuo)用,可根据管(guan)理需(xu)要(yao)调(diao)(diao)节(jie)管(guan)路的送水量(liang)。

  弹性(xing)座封偏(pian)心(xin)旋塞(sai)阀(fa),是一种新型的(de)(de)旋塞(sai)阀(fa),作为管路(lu)的(de)(de)调(diao)节或(huo)截流装(zhuang)置(zhi),已(yi)在城市污(wu)水(shui)、工业污(wu)水(shui)、泥浆及(ji)清水(shui)等场合得(de)到广泛应用。