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上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)(集團)有限公司

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滬工閥門(mén)

上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)(集團)有限公司

摘要:針對目前技術(shù)領(lǐng)域中保溫球閥存在的缺陷,對其密封材料及密封結構進(jìn)行改進(jìn),使其在高溫工況下能確保密封性能,并且大大提高其使用壽命。

關(guān)鍵詞:保溫球閥;密封結構;密封材料;溫度

隨著(zhù)國內工業(yè)的不斷發(fā)展,對管線(xiàn)上使用的保溫球閥的需求也隨之增加,對保溫球閥的要求也越來(lái)越高,用戶(hù)選用保溫球閥時(shí),特別關(guān)注該閥有沒(méi)有具有良好的密封性能以阻止介質(zhì)的泄漏。由于進(jìn)口保溫球閥的可靠性較好,因此用戶(hù)對重要部位多采用進(jìn)口保溫球閥,但是進(jìn)口保溫球閥價(jià)格昂貴,交貨周期較長(cháng),售后服務(wù)不方便,嚴重影響整套管線(xiàn)的運作。為了減少管線(xiàn)費用,實(shí)現保溫球閥的國產(chǎn)化,國內廠(chǎng)家也不斷在國產(chǎn)保溫球閥的質(zhì)量上、密封可靠性上精益求精,力求代替進(jìn)口保溫球閥。本文就針對保溫球閥在耐高溫問(wèn)題上進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施。

1 提出問(wèn)題

目前現有技術(shù)領(lǐng)域中的保溫球閥也稱(chēng)夾套球閥,是在球閥的基礎上焊裝金屬夾套,夾套與閥體之間構成保溫通道,通道內注入蒸汽或其他保溫介質(zhì),確保閥內介質(zhì)能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性,且閥門(mén)的通徑與管徑一致,同時(shí)又能有效地降低管路中介質(zhì)熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類(lèi)系統中,以輸送常溫下會(huì )凝固的高粘度介質(zhì)。

因受閥門(mén)密封結構及其相對應的密封材料的制約,其使用的溫度小于 200℃。而且長(cháng)時(shí)間在 200℃ 的工況下使用,壽命較短。雖然閥座方面可選用短時(shí)間能耐 300 ℃ 的高強度石墨材料,但閥門(mén)中還有許多需要密封的部位仍無(wú)法在高溫場(chǎng)合下密封,特別是徑向密封方面,高強度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用 O 形圈密封結構,這樣整臺閥門(mén)的使用溫度直接受到 O 形圈使用溫度的制約,目前保溫球閥上使用的 O 形圈是氟橡膠,而氟橡膠的使用溫度在 200℃ 以?xún),且不能長(cháng)期在這極限溫度內使用。遠遠不能滿(mǎn)足市場(chǎng)中許多介質(zhì)的要求,如工況介質(zhì)為松香時(shí),其要求保溫球閥的使用溫度為 300 ℃,這樣才有利于松香介質(zhì)獲得較為理想的流動(dòng)性,傳統中用 O 形圈作為密封零件時(shí),就無(wú)法滿(mǎn)足其要求。

2 改進(jìn)措施

根據保溫球閥存在的問(wèn)題,確定對保溫球閥的密封材料和結構進(jìn)行改進(jìn)。

(1)首先對圖 1 在支承圈與閥體之間,通常采用 O 形圈作徑向密封的結構進(jìn)行改進(jìn),取消采用 O 形圈的密封結構,在圖 2 支承圈上直接加工出臺階結構使支承圈與閥體之間組成密封腔.在密封腔內裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈,在密封圈后面加裝一個(gè)帶錐截面的墊圈,墊圈后面裝上專(zhuān)用結構的螺塞,這樣通過(guò)旋緊螺塞,螺塞將力傳遞給墊圈,墊圈的錐截面將擠壓密封圈,密封圈產(chǎn)生變形,使其在徑向內外貼緊支承圈和閥體,從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結構,同時(shí),通過(guò)旋緊螺塞,使球體與閥座之間產(chǎn)生預緊密封力,使其獲得密封。

保溫球閥的改進(jìn)后對比圖(圖1 圖2)

(2)在閥座密封結構上亦做出相應的改進(jìn),采用鑲入式結構,將閥體及支承圈挖出凹槽,凹槽底端裝入密封性能優(yōu)越且耐高溫的柔性石墨,既能起到閥座底端的密封作用,又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座,使用溫度可提高到 425℃ 以?xún)乳L(cháng)時(shí)間使用,從而解決了保溫球閥不能在 200℃ 以上長(cháng)時(shí)間使用的局面。并且還可根據實(shí)際工況的要求選用不同材質(zhì)的閥座。

(3)在圖 1 中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接,當溫度升高時(shí),螺紋部分的密封很難保證,決定取消堵頭,在圖 2 中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭,連接端用纏繞墊進(jìn)行密封,確保底端的密封可靠性。

3 結語(yǔ)

通過(guò)改進(jìn)保溫球閥的密封結構,密封性能優(yōu)良,特別是改進(jìn)后的柔性石墨代替了 O 形圈,在溫度 ≤425℃ 的工況上得到廣泛使用。隨著(zhù)國內工業(yè)水平的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,其性能將不斷提高,應用范圍將不斷擴大。保溫球閥是根據市場(chǎng)需求而改進(jìn)設計制造的,該閥門(mén)具有整體結構緊湊、操作方便、密封可靠和壽命長(cháng)等特點(diǎn),目前該保溫球閥在用戶(hù)使用工況中運行良好,各項性能指標均達到設計要求。對容易凝固、高粘度的液體介質(zhì)具有優(yōu)良的性能,特別適用于松香之類(lèi)的稠質(zhì)介質(zhì)。


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