内螺纹截止阀 波纹管截止阀型号说明

截止阀是现代工业中不可缺少的流体控制产品,也是目前应用最广泛的阀门类型之一。其衍生产品非常广泛,包括各种类型的阀门,如切断型、调节型、节流型、针形和节流切断释放空型,不仅可以快速切断介质,还可以对管道中的介质进行调节和节流。

截止阀垂直安装时的内部泄漏

内部泄漏问题简介

截止阀的安装方向一般分为两种,一种是水平安装,即阀杆垂直,阀门的通道轴线与水平面平行。另一种是垂直安装方向,即阀杆与水平面平行,阀通道轴线与水平面垂直。阀门的安装方向取决于设计院对管道的设计,也就是说,水平安装和垂直安装是常见的和不可避免的。截止阀生产组装完成后,必须进行密封性能试验,试验合格后方可交货。通常,阀门在测试过程中具有良好的密封性能,但当阀门组装到垂直管道上时,会出现内部泄漏的问题。

不同密封形式的内部泄漏

一般来说,截止阀的密封面可分为两种类型:平面密封(见图1)和锥形密封(见图2)。通过工程应用中的反馈,当截止阀垂直安装时,泄漏大多发生在锥形密封型截止阀中,通常发生在安装后的第一次使用后,而平面密封截止阀的使用寿命与垂直安装的寿命相似。

内螺纹截止阀 波纹管截止阀型号说明

内部泄漏原因分析

从图3中,我们可以看到截止阀内部的结构关系。阀杆的上端由填料和上密封座约束,阀杆的下端通过间隙配合与阀瓣连接,阀瓣下端的密封面与阀座的密封面贴合形成密封。图4是球形阀水平安装的示意图。当阀杆推动阀瓣压向阀座时,阀座可以与阀瓣的密封面良好接触。图5显示了截止阀的垂直安装。阀盘密封锥的轴线与阀座密封锥的轴线有一个角度偏差。当阀杆推动阀瓣压向阀座时,密封面不能正确对齐并自动密封,导致泄漏。

从上面可以看出,阀瓣的倾斜度是导致阀门内部泄漏的主要因素,阀瓣倾斜度过大的原因有两个。首先,阀瓣和阀杆之间存在装配间隙,阀瓣头部会因重力而向下倾斜;第二,当阀杆水平放置时,它成为悬臂梁,由于重力的作用,阀杆产生向下倾斜的弯曲变形,这进一步加剧了阀盘的倾斜。

避免内部泄漏的改进措施

对于小口径锻钢截止阀(≤DN50),阀杆与阀瓣的连接方式由梯形头改为整体锻造(见图6),消除了阀瓣与阀杆之间的活动间隙,从而减小了阀瓣的倾斜度,达到了可靠密封的目的。

根据API 623,阀瓣密封面可设计为弧形密封面(见图7),其与阀座密封面的密封为线密封。假设截止阀垂直安装后,阀盘的轴线倾角为A,轴线偏差为l .当阀杆推动阀盘靠近阀座时,阀盘的一小部分圆形密封面将首先接触阀座的密封面。随着阀杆的不断推动,阀瓣的圆形密封面将有自动对齐和密封的趋势,最终阀瓣将贴在阀座的密封面上,以确保密封的可靠性。

当设计≥DN300的截止阀时,可采用阀瓣导向设计(见图8)。通过使用导向装置,阀瓣密封面的轴线可以始终与阀座密封面的轴线重合,从而避免密封不匹配的现象。

手动装置选择不当导致内部泄漏

内部泄漏问题简介

当截止阀介质的流动方向为自下而上时,截止阀的密封需要克服介质力和填料摩擦,同时还要提供介质密封所必需的比压。在这种情况下,截止阀需要提供较大的轴向力来实现密封。现场工作人员转动手轮或齿轮箱手轮关闭阀门后,阀门关闭不严密并泄漏。在杠杆工具的帮助下旋转手轮后,阀门就可以密封了。

内部泄漏原因分析

手轮或齿轮箱选择不当无法提供合适的密封力。

避免内部泄漏的改进措施

小口径手轮驱动阀门,可以用冲击手轮代替常规手轮。对于相同直径的手轮,冲击动能可以将手轮环的力放大许多倍,从而提供更大的阀杆轴向密封力。

手轮驱动升降杆截止阀可配平面推力轴承(GB/T301—2015)、推力滚针轴承(GB/T 4605—2003)和自滑动轴承,以减少阀杆螺母与支架之间的摩擦和扭转。

瞬间,增加传输效率。

大直径齿轮箱阀门可采用多级减速机构,通过增加齿轮箱的传动比来提供更大的输出扭矩,相应的阀杆螺纹改为双头或三头螺纹,以增加螺纹导程,减少阀门的启闭时间。

电动和气动装置定位不准确导致的内部泄漏

内部泄漏问题简介

电动和气动装置都配有限位机构。通常在调试装置时,技术人员通过经验判断限制阀门的关闭位置,然后在限制后进行阀门密封压力试验,以达到标准的密封性能。然而,在实际工程应用中,阀门经常发生内部泄漏。

内部泄漏原因分析

驱动装置的调试是在常温环境下进行的。在实际工况下,温度变化会引起阀门产生一定的变形,从而导致以前的极限位置无法保证密封的问题。

避免内部泄漏的改进措施

驱动装置可以在现场重新调试,使用驱动装置上的手动装置关闭阀门后可以设置新的极限点,以确保阀门不泄漏。

当介质的温度不是太高时,可以用非金属密封阀代替金属密封阀(见图9),因为非金属密封材料在轻形的情况下可以继续提供密封力。

以上节选自《通用机械》2020年第9期。

截止阀内漏原因分析及改进措施

作者:石建昌

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