一、概況:
我公司用了近一年的時(shí)間設(shè)計(jì)研制成功鑲(PTFE)套旋塞閥。鑲(PTFE)套旋塞閥是指在旋塞和閥體這對(duì)密封副之間鑲?cè)肽芸箯?qiáng)腐蝕介質(zhì)內(nèi)襯(PTFE)的旋塞閥。旋塞閥旋塞和閥體內(nèi)腔是配合很好的圓錐體。目前國內(nèi)大量用的金屬密封副碳鋼旋塞閥和不銹鋼旋塞閥,即便帶有強(qiáng)制潤滑裝置,密封副之間金屬粘連與咬傷現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生,既影響其密封性能,又影響閥的使用壽命,所以對(duì)于鋼制旋塞閥來說,防止密封副之間粘連、咬傷現(xiàn)象的發(fā)生,一直是一個(gè)亟待解決的課題。我公司鑲(PTFE)套旋塞閥的研制,成功解決了這一難題,表明我廠石化閥門生產(chǎn)水平上了新臺(tái)階,填補(bǔ)了國內(nèi)這項(xiàng)空白。
二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
1. 本閥門采用PTFE材料襯套,潤滑好,在整個(gè)工作過程中密封副摩擦系數(shù)小,塞體運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,使用壽命長。
2.閥體進(jìn)出口端窗口設(shè)計(jì)及雙道溝槽密封環(huán)結(jié)構(gòu),旋塞在旋轉(zhuǎn)過程中,其密封副間的密封比壓在逐漸變化,直至到達(dá)全開或全關(guān)位置時(shí),產(chǎn)生足夠的密封比壓,密封副達(dá)到零泄漏。
3.雙道溝槽密封環(huán)既可以使襯套穩(wěn)固在閥體內(nèi)不產(chǎn)生位移,又可吸收由于溫差變化引起襯套產(chǎn)生的微量變形,同時(shí)襯套與旋塞之間產(chǎn)生有力的摩擦,具有自動(dòng)清潔作用,提高了密封面的使用壽命。
4.柱塞頂部獨(dú)特的反唇式密封設(shè)計(jì),采用一個(gè)軟密封材料膜片和金屬膜片與調(diào)整墊片組合既可以調(diào)整密封面間的密封比壓,使塞子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,又可以保證進(jìn),出口端和中 法蘭連接端的密封。
5.介質(zhì)可雙向流動(dòng),安裝方向不受限制,實(shí)現(xiàn)在線維修,使用更方便
6.獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止靜電,安全防火,使用安全。
三、密封原理及結(jié)構(gòu)說明:
圖1 圖2
在鑲(PTFE)套旋塞閥中,其密封件是一只非金屬PTFE襯套,閥門關(guān)閉密封狀態(tài)下,襯套完全地包裹著旋塞,襯套由閥體唇邊鎖緊并保持其位置不變,這樣襯套和旋塞在所有時(shí)間內(nèi)閥門處于開、關(guān)位置時(shí)形成一道連續(xù)密封,見圖1。閥體唇邊能固定PTFE密封套不旋轉(zhuǎn),是主要密封結(jié)構(gòu)中的要素,見圖2。
用PTFE作密封元件由于自身材料特點(diǎn),其密封機(jī)理變化異常復(fù)雜,在外力預(yù)緊力作用下存在嚴(yán)重的冷流特性。由于冷流產(chǎn)生,而會(huì)失去密封作用。為了控制冷流,采取有效的方法是剛性限位,在閥體通道上和閥體內(nèi)錐交界的地方設(shè)計(jì)出一部分高度和寬度合適凸邊(唇邊),壓入錐腔內(nèi)的PTFE密封襯套恰好卡在唇邊上,有效地防止了襯套在閥體內(nèi)位移和旋轉(zhuǎn),避免了冷流現(xiàn)象發(fā)生。
圖3
主要密封結(jié)構(gòu)中凹槽和背緩沖區(qū)見圖3,主要是起到緩壓作用。緩壓的作用是怎么形成的呢?PTFE套壓入閥體錐腔時(shí),凹槽和背緩沖區(qū)凹下部位形成了空隙,當(dāng)旋塞裝入并預(yù)緊后,PTFE套受到外力便開始冷流,壓力通過PTFE套傳遞到閥體內(nèi)壁上。冷流后使冷流出PTFE填滿或部分填滿凹下空隙部分,這種填滿過程就是緩壓過程。
四、中法蘭輔助密封結(jié)構(gòu):
旋塞閥除有主密封外還有多道輔助密封系統(tǒng),中法蘭部分就是其中之一,可確保-29 ℃~121℃溫度范圍內(nèi)防止外露。該密封裝置由一只PTFE V型密封模片:(1)一只PTFE密封墊(2)一只金屬墊片(3)一只金屬止推壓蓋(4)金屬閥蓋所組成。見圖4
圖4
PTFE V型密封模片的形狀,在內(nèi)周作一個(gè)成V形,在閥蓋與閥體連接處和旋塞軸底部密封。楔形PTFE V型密封墊內(nèi)周配合起到傳遞來自止推環(huán)密封力的作用,達(dá)到可靠密封。
在楔形環(huán)墊和V形密封墊上方安有一只金屬止推壓蓋。在閥蓋與閥體連接提供金屬與金屬接觸,防止PTFE V型密封模片冷流,V形密封墊進(jìn)一步受到保護(hù)。旋塞一體的閥桿接觸是一只防靜電環(huán),能使閥蓋和閥體之間形成一種可靠的電接觸,形成導(dǎo)體。
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