調壓閥旋轉密封剖析
—— 1 前言
調壓閥是控制系統(tǒng)的終端設備液壓控制系統(tǒng)之一,型號選擇至關重要,因為在化工廠設備中,存有很多的持續(xù)高溫,髙壓工作狀況,物質具備很強的毒副作用和腐蝕,且為易燃易爆物品,當閘閥有滲漏時,不但會導致原料和商品的消耗,并且對自然環(huán)境也會導致重度污染,乃至引發(fā)火災事故、發(fā)生爆炸、中毒了等傷害性命的安全生產事故。因而,閘閥的密封性問題理應造成充分的高度重視,在設計方案型號選擇中有效地采用調壓閥的密封性是十分關鍵的。
閘閥的密封性分成二種,即外界密封性和內部結構密封性,針對調壓閥的外界密封性,即旋轉密封,融合相關資料,對其結構形式開展剖析,并對填充料的選用需要留意的領域開展討論。
2 卡套接頭構造
操縱閥閥門一部分由閥的主件和電磁閥構成,閥的主件包含閥心、閥座、卡套接頭和上單流閥等,在其中卡套接頭構件用以對閥座的密封性,是用延展性方式避免加工工藝物質根據(jù)往復或旋轉式健身運動而在活塞桿表層造成泄漏,它是油路板不可缺少的一部分,閘閥的閥座密封性幾乎全部都是運用卡套接頭來保持的。
圖1為最經常使用的螺釘連接卡套接頭構件,是典型性直達調壓閥填充料一部分的構造,它包含填充料法蘭盤、填充料旋蓋、環(huán)套和很多尺寸一樣的聚四氟乙烯(PTFE)V形填充料環(huán)。填料根據(jù)法蘭盤和雙頭螺栓來市場定位和調節(jié)。填充料法蘭盤和旋蓋以球型表層相觸碰,假如由于粗心大意而使填充料法蘭盤沒對里時,閥座不容易遭受縱向力危害。環(huán)套為潤滑脂的引入給予了空隙,在大多數(shù)情形下,閥座根據(jù)填充料滾動以前有一個金屬材料護線套,帶凸臺的PTFE和油氈紙環(huán)套,用于消除閥座上的廢棄物和浸蝕顆粒物。PTFEV形填充料環(huán)的工作特性是在閥內物質的負擔的作用下,填充料外側的嘴邊在打開時,自始至終貼緊卡套接頭的內腔,完成填料密封。一樣在工作壓力的作用下,填充料內圓的嘴邊伸開時,自始至終貼緊閥座去確保動密封性。那樣即使閥座前后活動時,一樣能確保密封性功效。
圖1所顯示構造為外界卡緊旋轉密封構造。其密封性是靠旋蓋從外界卡緊填充料來保持的,在旋蓋卡緊軸向力功效下,填充料與閥座中間造成軸向接觸應力,此類密封性構造適用中低壓閥門,其特點是有利于生產制造、生產加工和檢修,缺陷是與媒介觸及的最底層填充料所受軸向工作壓力最少,不益于密封性。假如增加填充料卡緊力,便會使傘齒輪的起閉扭矩增加,加劇閥座的損壞,危害閘閥使用期限。
圖2為單面PTFEV形環(huán)填充料,此構造是較為常見的方式,它是在填充料環(huán)和卡套接頭蓋中間應用圈型扭簧,是有彈簧片的單面卡套接頭及V型自密封填料環(huán),扭簧造成欲密切封力,確保填充料的低電壓密封性。針對規(guī)定不太嚴苛的運用場所,似水或蒸氣,一些低電壓場所應用此方式,假如工作壓力不超過2.07MPa、環(huán)境溫度在-18~93℃中間,能達到摩爾分數(shù)為10-4級的滲漏量規(guī)定,給予了較好的密閉特性并僅有最少的運作滑動摩擦力。在這個構造中,填充料法蘭盤從外界卡緊了卡套接頭內部結構的填充料環(huán),填料環(huán)下邊的扭簧從內部結構卡緊了填充料環(huán)。該構造使填充料與閥座間軸向接觸應力沿徑向的遍布趨向勻稱,使各圈填充料都可以具有密封性功效,便于完成密封性。在閥座中間,則易產生比較厚的附面層,具有較好的潤滑油功效,可以緩解填充料對閥座的損壞,增加閘閥的使用期限。
圖3是一種雙旋轉密封,即組成件有上、下2組串連的閥座填充料,那樣的封口構造閘閥更靠譜、安全性,用以髙壓場所;它也可以用以高真空泵,但在這樣的情況下,V形環(huán)務必翻過去放。
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圖4為Enviro Seal填充料系統(tǒng)軟件,選用兩層PTFEV形環(huán)填充料構造,現(xiàn)階段它是一種優(yōu)秀的填充料系統(tǒng)軟件,結構緊湊,即時負荷彈簧設計,適用工作壓力不得超過5.17MPa和環(huán)境溫度不得超過232℃的場所。在填充料旋蓋處運用了“荷載”構造,即在填充料旋蓋的螺母上加設碟形彈簧,使填充料旋蓋自始至終功效于填充料上比較大的工作壓力,進而可以避免因旋蓋地腳螺栓松馳或填充料松馳而產生的外露,促使填充料荷載持續(xù)保持穩(wěn)定,是較為常見的降低泄露排出的填充料系統(tǒng)軟件。此構造也具備雙填充料PTFE和高純石墨部件方式,達到防火安全檢測。
一個轉盤式的閥座,閥桿和密封性元器件中間并沒有滾動摩擦,這就減小了填充料的泄露,增加了填充料的使用期限,用O形環(huán)或人字填充料的卡套接頭密封性閥座。依據(jù)物質特點也可選用雙旋轉密封。
3 填充料的挑選
要確保閘閥填充料的密閉功能好、使用期限長、融入覆蓋面廣,其材質需要具有下列各種各樣特性:有機化學穩(wěn)定性能強,不與一切有機化學物產生反映;摩擦阻力低,耐磨性能強,對閥座損壞??;具備較好的自潤滑性,磨合期性好,不與閥座表層產生咬黏狀況;具備一定的柔韌度;有優(yōu)良的置入性和抗震性;在較高的環(huán)境溫度下不結垢、不質變、不溶解,在較低的環(huán)境溫度下不焦裂。
現(xiàn)階段采用的最普遍的閘閥填充料是PTFE,因為它幾乎能與此同時具有以上各種各樣特性,有極佳的有機化學墮性和優(yōu)異的潤滑性。當填充料的環(huán)境溫度在-40~232℃時優(yōu)選PTFE,它密閉性好,摩擦阻力小,幾乎適用各種各樣化學品、酸、堿等液體和禁油場所。
PTFE可以總體抑制,還可以車做成形(V形環(huán)),總體的V形環(huán)得加扭簧力使它對閥座具備最起碼的欲力距,而且能自己調節(jié),不用填充料潤化,還可以作為高純石墨填充料的潤滑液。聚四氟乙烯填充料的不足之處是膨脹系數(shù)高,當物質環(huán)境溫度做到300℃以上時,PTFE會大幅度脹大,非常容易因磨擦發(fā)燙而抱軸,加重損壞,減少了填充料使用壽命,最后造成閘閥短時間泄露;它不可用以熔化狀堿性金屬、持續(xù)高溫的氟化氯和帶有氟元素的物質,必須極為平滑的閥座光滑度以恰當密封性,假如閥座或填充料表層被毀壞,會造成泄露。不能獨立用以晶形或含固態(tài)顆粒物的液體,假如需要應用,應在卡套接頭下邊放置高純石墨填充料,上端再放置V形PTFE填充料。
軟性高純石墨填充料是一種新式的填充料 ,它具備密閉性、自潤滑性好 ,抗腐蝕 ,耐高低溫試驗和氣溫改變干擾較小,適用持續(xù)高溫或低氯成分的場所,常見于髙壓蒸氣、水和成品油物質及其對填充料有較高標準的密封性物質。除發(fā)煙硫酸、濃硝酸等強空氣氧化物質外,軟性高純石墨可耐一切物質。應用環(huán)境溫度在-200~600℃,適用公稱直徑不超過32MPa的情況標準,給予無滲漏實際操作,有高的導熱性和長期的使用期限,但它對閥座滑動摩擦力大,通常要應用閥門定位器才可以非常好工作中。它不可用以濃度較高的、持續(xù)高溫的氧化劑,如濃硝酸、硫酸等物質。針對卡套接頭規(guī)格較小的閥門、旋塞閥則僅用軟性高純石墨編制填充料就可以。在液體工作壓力為負壓力的場所,應應用反方向(張口往上)組裝的V形PTFE填充料,針對負壓力與正壓力更替運用的場所,則應采取兩層V形PTFE填充料,下一層西裝,頂層反裝。
H2是易燃性化學物質,相對密度小,易泄露,因而挑選填充料要留意,一般選用V形PTFE與高純石墨填充料組成應用。液體環(huán)境溫度超過200℃的場所,卡套接頭多選用雙向密封性的構造。通常運用的非PTFE填充料一般為硅基潤滑油脂,但在操縱O2時禁止應用潤滑油脂。
因而,一般情形下標準達到優(yōu)先PTFE,不符合時選高純石墨。還可以應用混和填充料:一是高純石墨填充料和聚四氟乙烯填料混和應用,二是O形環(huán)和V形環(huán)混和應用。透水性強的物質,可使用高純石墨填充料 。
填料的應用標準與卡套接頭構造、工作狀況標準和填充料的原材料、方式等原因息息相關。在選取填充料時,應依據(jù)條件而定。一般來說,工作壓力與環(huán)境溫度中間只有達到一個最高值;挑選高溫閥門填充料時,應最先考慮到環(huán)境溫度;針對環(huán)境溫度工作壓力也不太高的腐蝕物質,應優(yōu)先耐腐蝕性好的原材料。
4 結語
閘閥的密閉特性是不是優(yōu)良,對石油化工設備設備的可靠運作起著最重要的決定功效,因而在采用閘閥時,應按照實際的物質標準、工作狀況規(guī)定和閘閥種類等,挑選科學合理的閥座密封填料。既要保證密封性靠譜,又要經濟發(fā)展有效,以確保石油化工設備設備長周期安全性運作。
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