簡介
鏇塞閥是一種快速開關的直通閥,由於鏇密封面之間運動帶有擦拭作用,而在全開時可完全防止與流動介質的接觸,故它通常也能用於帶懸浮顆粒的介質。鏇塞閥的另一個重要特性是它易於適應多通道結構,以致一個閥可以獲得兩個、三個,甚至四個不同的流道。這樣可以簡化管道系統的設計、減少閥門用量以及設備中需要的一些連線配件。
用途
鏇塞閥廣泛地套用於油田開採、輸送和精練設備中,同時也廣泛用於石油化工、化工、煤氣、天然氣、液化石油氣、暖通行業以及一般工業中。
分類
鏇塞閥按用途分類包括:軟密封鏇塞閥,油潤滑硬密封鏇塞閥,提升式鏇塞閥,三通和四通式鏇塞閥。
軟密封
軟密封鏇塞閥常用於腐蝕性、劇毒及高危害介質等苛刻環境,嚴格禁泄漏的場合,以及閥門材料不會對介質形成污染的場合。閥體可根據工作介質選用碳鋼、合金鋼及不鏽鋼材料。
A. 可根據使用溫度和工作介質採用F4、F46、PVDF、PP、PO、PE等自潤滑材料襯套,潤滑好,在整個工作過程中密封副摩擦係數小,塞體運轉靈活,使用壽命長。
B. 閥體進出口端視窗設計及雙道溝槽密封環結構,鏇塞在鏇轉過程中,其密封副間的密封比壓在逐漸變化,直至到達全開或全關位置時,產生足夠的密封比壓,密封副達到零泄漏。
C. 雙道溝槽密封環既可以使襯套穩固在閥體內不產生位移,又可吸收由於溫差變化引起襯套產生的微量變形,同時襯套與鏇塞之間產生有力的摩擦,具有自動清潔作用,提高了密封面的使用壽命。
D. 柱塞頂部獨特的反唇式密封設計,採用一個軟密封材料膜片和金屬膜片與調整墊片組合既可以調整密封面間的密封比壓,使塞子轉動靈活,又可以保證進,出口端和中法蘭連線端的密封。
E. 適合用於高沖刷性的氣固。液固相介質。如PVC、尿素、醋酐、燒鹼生產裝置中,或對外泄漏要求高介質,如HF,光氣等。
F. 介質可雙向流動,安裝方向不受限制,實現線上維修,使用更方便
G. 獨特的設計可防止靜電,安全防火,使用安全。
油潤滑硬密封
油潤滑硬密封鏇塞閥可分為常規油潤滑鏇塞閥和壓力平衡式鏇塞閥。特製的潤滑脂從塞體頂部注入閥體錐孔與塞體之間,形成油膜以減小閥門啟閉力矩,提高密封性和使用壽命。其工作壓力可達64MPa,最高工作溫度可達325度,最大口徑可達600mm。
1、常規油潤滑鏇塞閥
A. 常規硬密封鏇塞閥,鏇塞錐體的安裝方式為正裝。為了減少閥體和鏇塞密封面的摩擦力,閥門一般採用密封油脂潤滑閥座的密封結構。從高壓油咀注入的高壓密封油,在鏇塞周圍形成高壓密封環,即閥體和鏇塞錐體密封面之間有一層油膜,既能封閉又能潤滑,啟閉容易。
B. 為了進一步減少鏇塞閥的啟閉力拒,通常採用減少鏇塞直徑的方法,故鏇塞閥通常採用矩形流道,此方法在減少鏇塞閥啟閉力矩的同時,增大了鏇塞閥的流體阻力
C. 鏇塞錐體密封部位堆焊STL合金材料或者採用表面硬化技術,增強密封面的耐磨損和抗腐蝕能力,使用壽命長
D. 鏇塞錐體的表面精磨至鏡面,和閥體的密封面研磨,具有更低的啟閉力矩。
2、壓力平衡式鏇塞閥
為了減少常規硬密封鏇塞閥的力矩,常採用壓力平衡式鏇塞閥。壓力平衡式鏇塞閥除具有常規油潤滑鏇塞閥的特點外,還有下列特點:
A. 壓力平衡式鏇塞閥的鏇塞錐體的安裝方式為倒裝。鏇塞錐體的上部有一止回閥。
在閥門關閉時,由於鏇塞錐體上下截面積差,注入的高壓密封油使塞體受到向上的提升力,使塞體和閥門的密封面能更好的密封。
B. 在閥門開啟瞬間,閥體下腔的壓力與管道的介質壓力平衡,上腔的高壓密封油使塞體受到向下的推力,而使鏇塞錐體與閥體密封面間出現微小間隙,鏇轉塞體時的力矩將有效減少。也可保護密封副。
C. 在高溫工況下,鏇塞的熱膨脹可通過其升降來吸收,避免密封副楔死。
油潤滑硬密封鏇塞閥,雖然採用油潤滑能適當減少啟閉力矩,但卻可能對介質形成污染。因此針對實際工況選擇密封潤滑油。
提升式
提升式鏇塞閥有多種結構形式,提升式鏇塞閥按密封面的材料分為軟密封和硬密封兩種。其基本原理時為開啟時使鏇塞上升,鏇塞再轉動90度到閥門全開過程能減少與閥體密封面的摩擦力;關閉閥門時使鏇塞轉動90度至關閉位置後再下降與閥體密封面接觸達到密封。
1、雙密封提升式鏇塞閥
雙密封提升式鏇塞閥為軟密封結構。鏇塞體為三塊板組合而成圓柱形塞體,兩側的板上鑲嵌橡膠密封面,中間為圓柱形楔塞。
開啟閥門時傳動機構使鏇塞上升,帶動兩側板收攏,使組合塞體和閥門密封面脫離後,再帶動塞體鏇轉90度到閥門全開位置。
關閉閥門時傳動機構使組合塞體轉動90度至關閉位置後,再推動塞體下降,兩側板與閥體底部接觸後不再下移,中間楔塞繼續下降,通過斜面的推動兩側板相進出口端移動,使側板的軟密封面與閥體密封面接觸後受到壓縮而達到密封。
雙密封提升式鏇塞閥具有雙阻塞和排放功能,閥門上設有壓力平衡裝置,以防系統異常升壓,並能減少閥門啟閉瞬間的阻力。由於密封圈被壓縮後金屬面相互接觸,閥門具有防火功能。閥門的維護十分方便,可在不把閥體從管線拆卸的情況下,通過拆卸閥體底部的端蓋就能把兩側板從閥體中取出更換。因此也被廣泛套用於石油、天然氣、冶金礦山、煤氣工程、輕工紡織、船舶碼頭、食品以及環保水處理等各行業作調節、啟閉管線流體之用。
2、硬密封提升式鏇塞閥
金屬硬密封提升式鏇塞閥兩側閥座密封面均可密封,閥門的使用不受介質流向的限制。金屬硬密封體提升式鏇塞閥關閉時,可通過手輪和閥桿對閥座密封面加壓,通過加大密封比壓,可使鏇塞閥具有更好的密封性能。閥座密封面凸起,便於密封面清洗,密封面不易積存結晶介質,或固體顆粒。固常用於化工裝置的高溫場合。硬密封提升式鏇塞閥的結構有多種,常見有兩種。
A. 手輪手柄式提升式鏇塞閥,工作原理為:上升,使鏇塞和閥門全打開。關閉時先轉動手柄使鏇塞轉動90度至關閉位置,再轉動傳動裝置手輪使鏇塞下降達到密封。
閥門再啟閉過程中鏇塞與閥座相脫離,故閥門的啟閉非常輕鬆,而且密封面在開啟或關閉過程中不易擦傷,閥門使用壽命長。但採用手柄驅動力矩小,因此使用閥門的公稱尺寸通常不大。手輪手柄提升式鏇塞閥結構緊湊,體積小,流體阻力小。
B. 機械十字架傳動提升式鏇塞閥,工作原理為:開啟閥門時傳動裝置轉動閥桿的螺紋使鏇塞體上升。鏇塞和閥體密封面脫離後再驅動鏇塞轉動90度到閥門全打開。關閉時傳動裝置使鏇塞先轉動90度至關閉位置後,鏇塞不再轉動,驅動力轉動螺紋後使鏇塞下降,與閥體密封面接觸達到密封。
機械十字架傳動機構可連線汽缸、電動裝置、液壓系統等進行遠程控制。
機械十字架傳動提升式鏇塞閥,解決了驅動裝置輸入力矩不足的限制,使閥門向大口徑和高壓力方向發展。
機械十字架傳動提升式鏇塞閥的鏇塞通道與管道的直徑一致,流體阻力小,方便清管。在石油、天然氣長輸管線上的發展越來越大。
三通和四通式
三通和四通式鏇塞閥適用於滬工裝置中,改變介質流動方向或進行介質分配的場合。按照使用工況的要求,可選擇軟密封襯套或軟密封,硬密封提升式鏇塞閥。
結構形式
鏇塞閥按結構形式可分為緊定式鏇塞閥、自封式鏇塞閥、鏇塞閥和注油式鏇塞閥四種。按通道形式分,可分為直通式鏇塞閥、三通式鏇塞閥和四通式鏇塞閥三種。還有卡套式鏇塞閥。
比較
1﹑閥桿提升式楔形鏇塞閥,開關始終無摩擦,保證閥門易操作﹑零泄漏和長壽命。
開閥時閥芯先向上運動脫離閥座,然後再無摩擦的鏇轉90°至閥門開啟;關閥時,閥芯先無摩擦的鏇轉90°,然後再擠向閥座至完全關閉。在閥門開啟和關閉的過程,閥芯與閥座之間始終不會有摩擦。
2﹑雙關斷及自動檢閥門密封性裝置(DBB功能,配ABV自動泄放系統)。
3﹑頂部及底部均有端蓋,可快速線上維護和維修;
在管線內有介質的情況下,只需將閥門關閉,即可拆卸底部端蓋,可快速將沙粒﹑焊渣等硬質顆粒清除,同時方便於閥門的維修及密封件的更換。
閘閥的缺點:
1. 閘板在開啟和關閉過程中始終存在摩擦,因此操作扭矩大,並且在閘板及閥座密封面上易產生劃痕,導致閥門泄漏;
2. 無自檢泄漏裝置,(即使通過兩個閘閥再安裝一小閥達到此功能,也不能實現自動檢測功能);
3. 對於含有顆粒雜質的介質,如沙粒,沉積在閥門底部,使閘板無法完全關到位,導致閥門的泄漏是非常嚴重的,(這點對於閘閥來說是致命的缺點)。
結構特點
(1)鏇塞閥流體直流通過,阻力小,啟閉方便、迅速。
(2)鏇塞閥在管道中主要用於切斷、升配和改變介質流動方向。它易於適應多通道結構,以至一個閥可以獲得兩個、三個、甚至四個不同的流道,這樣可以簡化管道系統的設計,減少閥門門用量以及設備中需要的一些連線配件。
(3)鏇塞閥是歷史上最早被人們採用的閥件。由於結構簡單,開閉迅速(塞子鏇轉1/4Q圈就能完成開閉動作),操作方便,流體阻力小,至今仍被廣泛使用。主要用於低壓,小口徑和介質溫度不高的情況下。
(4)根據鏇塞閥的結構特點和設計上所能達到的功能,可以按下列原則選用。
①用於分配介質和改變介質流動方向,其工作溫度不高於300℃,公稱壓力PN≤1.6MPa、公稱通徑不大於300mm,建議選用多通路鏇塞閥。
②牛奶、果汁、啤酒等食品企業業及製藥廠等的設備和管道上,建議選用奧氏體不鏽鋼制的,緊定式圓錐形鏇塞閥。
③油田開採、天然氣田開採、管道輸送的支管、精煉和清潔設備中,公稱壓力級不大於Class300、公稱通徑不大於300mm,建議選用油封式圓錐形鏇塞閥。
④油田開採、天然氣開採、管道輸送的支管、精煉和清潔設備中,公稱壓力級不大於Class7500、公稱通徑不大於900mm、工作溫度不高於340℃,建議選用油封式圓錐形鏇塞閥。
⑤在大型化學工業中,含有腐蝕性介質的管道和設備中,要求開啟或關閉速度較快的場合,對於以硝酸為基的介質可選用聚四氟乙烯套筒密封圓錐形鏇塞閥;對於以醋酸為基的介質,可選用Crl8Nil 2M02Ti不鏽鋼鑲聚四氟乙烯套筒密封圓錐形鏇塞閥。
⑥在煤氣、天然氣、暖通系統的管道中和設備上,公稱通徑不大於200nm,宜選用填料式圓錐形鏇塞閥。