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國內(nèi)外閥門研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢
更新日期:2024-11-06 09:38:01    點(diǎn)擊:39次

蝶閥zui早以風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板形式應(yīng)用于煙道、煙囪、通風(fēng)或供氣等低壓系統(tǒng)1960年德國Karl在動力學(xué)仿真中提出蝶閥同時具有切斷、調(diào)節(jié)和止回3種功能,并于1966年以“斜置錐形閥座密封系統(tǒng)”為名注冊了專利,這是蝶閥技術(shù)的一次重大進(jìn)展1967年在法蘭克福舉辦的“國際化工展覽(CHEMA)”上展出了新型的三偏心設(shè)計(jì)閥,這種新型蝶閥的密封性能大為提高,很快用于中、高壓系統(tǒng)。

20世紀(jì)80年代后,這種新型蝶閥被稱為“高性能蝶閥”并與成套設(shè)備一起引進(jìn)中國。高性能蝶閥的主要特點(diǎn)如下。

1、密封性能好,可以達(dá)到氣泡級密封,許多產(chǎn)品都標(biāo)明“零泄漏”。具有高防火性能,以及過火后的密封性能。

2、密封副之間的摩擦小,有些產(chǎn)品提出“無摩擦”、“無磨損”和高循環(huán)壽命。

3、結(jié)構(gòu)簡單,便于維護(hù)和檢修,其產(chǎn)品的零件可以現(xiàn)場更換。閥體高度和連接長度比傳統(tǒng)閥門小得多,呈“緊湊設(shè)計(jì)”。

4、低開閉力矩

      正是因?yàn)檫@些特點(diǎn),使高性能蝶閥的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。據(jù)國外資料介紹,zui高壓力可達(dá) 400MPa,溫度為一96~950℃。蝶閥開閉時閥軸轉(zhuǎn)動90°,比截止閥和閘閥的多旋轉(zhuǎn)開閉力矩要大得多。因此使用蝸桿、氣動、液壓和電動等傳動裝置操縱閥門。

按照三偏心設(shè)計(jì),蝶板與閥座在開閉時理論上無摩擦。實(shí)際上由于蝶板和閥座的彈性變形,在其接觸和脫離的瞬間,存在著摩擦。與傳統(tǒng)的截止閥和閘閥相比,由于它是部分旋轉(zhuǎn),接觸范圍小,摩擦和磨損程度也小。另外,高性能蝶閥在設(shè)計(jì)上還有兩個難點(diǎn)。

1、高密封性能和低開閉力矩的矛盾。要求密封性能好,就必須提高密封面比壓,這必然要增加摩擦力,使開閥力矩也相應(yīng)增大。由于存在著正流和逆流兩種不同的工作狀態(tài),密封性能與開閉力矩之間呈現(xiàn)更復(fù)雜的關(guān)系。

2、正流和逆流的不同密封性能。以蝶板為界,介質(zhì)流動方向的上游和下游情況不同。正流狀態(tài),蝶板轉(zhuǎn)動方向與介質(zhì)流動方向相同,上游密封條件較好,容易達(dá)到零泄漏。逆流狀態(tài)時介質(zhì)流動方向與蝶板轉(zhuǎn)動方向相反,上游密封條件不好,一般要求外部施加留駐力矩,才能保持密封面的比壓,要達(dá)到零泄漏比較閑難。

       簡單地說,蝶閥在正流狀態(tài)下,關(guān)閥容易開閥難。逆流狀態(tài)下,開容易關(guān)閥難。為解決這一矛盾,使蝶閥的上下游都能達(dá)到零泄漏,設(shè)計(jì)者采取了很多辦法。一般都要增加傳動機(jī)構(gòu),這就使閥門結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,結(jié)果是降低了可靠性,提高了成本。

       Orbit 閥門公司 1988年推出一種對稱閥軸導(dǎo)向(Dual Stem Guide,簡稱 DSG)技術(shù)的新型球閥,具有先脫開,再旋轉(zhuǎn)的技術(shù)特征,較好地解決了一般閥門密封性能良好而開關(guān)力矩過大的矛盾。這種技術(shù)把閥門的開關(guān)過程分解為“旋轉(zhuǎn)”“壓緊”兩個步驟。關(guān)閉閥門時,閥瓣在完全脫離閥座的情況下旋轉(zhuǎn),到達(dá)關(guān)閉位置后再將閥瓣壓向閥座,以達(dá)到完全的密封。開啟閥門時,閥瓣先脫離閥座,然后再旋轉(zhuǎn)到完全打開。該閥門的閥軸」有螺旋狀凹槽,借助固定螺釘?shù)膶?dǎo)向作用使閥瓣從開啟位置旋轉(zhuǎn)90°,再由閥軸末端的斜面施力,使閥瓣繞底部的耳軸擺動,最終壓向閥座,達(dá)到密封。在轉(zhuǎn)動時與閥座脫開,完全是無摩擦的。這種閥門適用于工作條件苛刻,如高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕等場合。在解決密封與力矩的矛盾方面,DSG技術(shù)是目前zui好的技術(shù)方案之一。按照改進(jìn)的對稱閥軸導(dǎo)向技術(shù)原,改進(jìn)后的蝶閥只有軸向偏心距,即“單偏心”。使用對稱閥軸導(dǎo)向技術(shù)保證蝶閥在正流和逆流時具有同樣的密封性能,同時又能降低閥門的開關(guān)力矩,改善蝶閥的操作性能,目前這還是個設(shè)想。只有在蝶閥設(shè)計(jì)普遍采用改進(jìn)的對稱閥軸導(dǎo)向(Advanced Dual Stem Guid,ADSG)技術(shù),并達(dá)到同類型球閥的使用效果時,才能說蝶閥技術(shù)又一次出現(xiàn)了新的進(jìn)展。

       芬蘭NELES和美國JAMESBURY合并,成功研制了800系列雙向蝶閥,在上海建立耐萊斯·詹姆斯伯雷閥門有限公司進(jìn)行生產(chǎn),其主要結(jié)構(gòu)是球形密封表面的雙偏心蝶板,配以單片撓性唇式密封座,號稱是雙向硬密封,但其閥座是滾壓而成的彎曲彈性不銹鋼片,彎曲彈性不銹鋼片閥座必須是彈性的,但不銹鋼片彈性有限,且容易失去彈性、易變形、不能堆焊高硬材料而不能稱之為硬密封,啟閉時完全靠閥板摩擦進(jìn)入或退出閥座,使用壽命很短,為保持其彈性時間更長,全部用進(jìn)口鎳鉻系合金材料,成本增加較大。該公司后來改稱該閥門為800系列高性能蝶閥。

由于目前雙向流閥門存在的泄漏大、壽命低和抗水錘性能差等缺點(diǎn),本課題所研究的雙向零泄漏大口徑電磁驅(qū)動閥門是一種新型實(shí)體硬密封閥座的雙向流硬碰硬密封旋球閥.

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