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保溫球閥的改進技術
隨(sui)著國內工(gong)業(ye)的(de)不斷發展,對(dui)(dui)管(guan)(guan)線(xian)(xian)上使用(yong)的(de)保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)球(qiu)(qiu)閥(fa)的(de)需求(qiu)也(ye)(ye)隨(sui)之增加,對(dui)(dui)保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)的(de)要求(qiu)也(ye)(ye)越來越高,用(yong)戶選用(yong)保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)時,特別關注該(gai)閥(fa)有(you)(you)沒(mei)有(you)(you)具(ju)有(you)(you)良好的(de)密(mi)封(feng)性(xing)能以阻止(zhi)介質(zhi)的(de)泄漏。由于(yu)進(jin)口保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)較(jiao)好,因此用(yong)戶對(dui)(dui)重要部位多采用(yong)進(jin)口保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa),但是進(jin)口保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)價格昂貴(gui),交(jiao)貨周期較(jiao)長,售后服務不方便,嚴(yan)重影響整套管(guan)(guan)線(xian)(xian)的(de)運作。為了減少管(guan)(guan)線(xian)(xian)費用(yong),實現保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)的(de)國產(chan)(chan)化,國內廠家也(ye)(ye)不斷在(zai)國產(chan)(chan)保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)的(de)質(zhi)量(liang)上、密(mi)封(feng)可(ke)靠(kao)性(xing)上精(jing)益求(qiu)精(jing),力求(qiu)代替進(jin)口保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)。本文就針對(dui)(dui)保(bao)(bao)(bao)溫球(qiu)(qiu)閥(fa)在(zai)耐高溫問題上進(jin)行分析(xi)并提出改進(jin)措施。
1 提出問題
目前現有技(ji)術(shu)領域中的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)也稱夾套球閥(fa)(fa)(fa),是在(zai)球閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)基礎上(shang)焊裝金屬夾套,夾套與閥(fa)(fa)(fa)體之間(jian)構成保(bao)溫(wen)(wen)通道(dao),通道(dao)內注入蒸汽或(huo)其他保(bao)溫(wen)(wen)介(jie)質(zhi)(zhi),確保(bao)閥(fa)(fa)(fa)內介(jie)質(zhi)(zhi)能夠正常工作。保(bao)溫(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)具(ju)有良好的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)特性,且閥(fa)(fa)(fa)門的(de)(de)通徑(jing)與管(guan)徑(jing)一致,同時又能有效(xiao)地降(jiang)低管(guan)路中介(jie)質(zhi)(zhi)熱量損(sun)失。主要(yao)用于(yu)石油、化工、冶金、制藥、食(shi)品等各類系統中,以輸送常溫(wen)(wen)下會凝固的(de)(de)高粘度介(jie)質(zhi)(zhi)。
因(yin)受(shou)閥(fa)門(men)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)結構及其相對應的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)材(cai)(cai)料的(de)(de)制約(yue),其使用的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)小(xiao)于(yu) 200℃。而且長(chang)時(shi)間在(zai) 200℃ 的(de)(de)工況下(xia)使用,壽命(ming)較(jiao)短。雖然閥(fa)座方(fang)(fang)面可選用短時(shi)間能耐 300 ℃ 的(de)(de)高強度(du)(du)石墨材(cai)(cai)料,但閥(fa)門(men)中還有(you)(you)許(xu)多需要(yao)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)部位(wei)仍無法在(zai)高溫(wen)(wen)場合下(xia)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng),特別是徑向密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)方(fang)(fang)面,高強度(du)(du)石墨材(cai)(cai)料不適宜做徑向密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)。通常的(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)球閥(fa)徑向密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)是采用 O 形圈密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)結構,這樣(yang)整臺(tai)閥(fa)門(men)的(de)(de)使用溫(wen)(wen)度(du)(du)直接受(shou)到 O 形圈使用溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)制約(yue),目前(qian)保(bao)溫(wen)(wen)球閥(fa)上使用的(de)(de) O 形圈是氟橡(xiang)膠,而氟橡(xiang)膠的(de)(de)使用溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai) 200℃ 以內,且不能長(chang)期在(zai)這極限溫(wen)(wen)度(du)(du)內使用。遠(yuan)遠(yuan)不能滿(man)足市場中許(xu)多介質的(de)(de)要(yao)求(qiu),如工況介質為(wei)(wei)松香(xiang)(xiang)時(shi),其要(yao)求(qiu)保(bao)溫(wen)(wen)球閥(fa)的(de)(de)使用溫(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)(wei) 300 ℃,這樣(yang)才(cai)有(you)(you)利于(yu)松香(xiang)(xiang)介質獲得較(jiao)為(wei)(wei)理(li)想的(de)(de)流動性(xing),傳統中用 O 形圈作為(wei)(wei)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)零(ling)件(jian)時(shi),就無法滿(man)足其要(yao)求(qiu)。
2 改進措施
根據保溫球閥存在的問題,確定對保溫球閥的密(mi)封材料(liao)和結(jie)構進行改進。
(1)首(shou)先對圖(tu) 1 在(zai)支(zhi)承圈(quan)(quan)(quan)(quan)與(yu)閥(fa)體之(zhi)(zhi)間,通(tong)(tong)(tong)常(chang)采(cai)用(yong) O 形圈(quan)(quan)(quan)(quan)作徑向密(mi)(mi)封(feng)(feng)的結(jie)構(gou)進(jin)行改進(jin),取消采(cai)用(yong) O 形圈(quan)(quan)(quan)(quan)的密(mi)(mi)封(feng)(feng)結(jie)構(gou),在(zai)圖(tu) 2 支(zhi)承圈(quan)(quan)(quan)(quan)上(shang)直接加工(gong)出臺階結(jie)構(gou)使(shi)(shi)支(zhi)承圈(quan)(quan)(quan)(quan)與(yu)閥(fa)體之(zhi)(zhi)間組成密(mi)(mi)封(feng)(feng)腔.在(zai)密(mi)(mi)封(feng)(feng)腔內裝上(shang)耐(nai)高溫(wen)(wen)的柔(rou)性石墨材料的密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)(quan)(quan),在(zai)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)(quan)(quan)后面(mian)(mian)加裝一個帶錐截面(mian)(mian)的墊(dian)圈(quan)(quan)(quan)(quan),墊(dian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)后面(mian)(mian)裝上(shang)專用(yong)結(jie)構(gou)的螺(luo)塞(sai)(sai),這樣通(tong)(tong)(tong)過(guo)旋緊(jin)(jin)螺(luo)塞(sai)(sai),螺(luo)塞(sai)(sai)將力(li)傳遞給墊(dian)圈(quan)(quan)(quan)(quan),墊(dian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)的錐截面(mian)(mian)將擠壓(ya)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)(quan)(quan),密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)(quan)(quan)(quan)產(chan)生變形,使(shi)(shi)其在(zai)徑向內外貼緊(jin)(jin)支(zhi)承圈(quan)(quan)(quan)(quan)和閥(fa)體,從(cong)而使(shi)(shi)保溫(wen)(wen)球閥(fa)在(zai)徑向獲(huo)得耐(nai)高溫(wen)(wen)的密(mi)(mi)封(feng)(feng)結(jie)構(gou),同時,通(tong)(tong)(tong)過(guo)旋緊(jin)(jin)螺(luo)塞(sai)(sai),使(shi)(shi)球體與(yu)閥(fa)座之(zhi)(zhi)間產(chan)生預緊(jin)(jin)密(mi)(mi)封(feng)(feng)力(li),使(shi)(shi)其獲(huo)得密(mi)(mi)封(feng)(feng)。
(2)在閥座密封(feng)結構上(shang)(shang)亦做出相應的(de)改進,采用(yong)鑲入式結構,將閥體及支(zhi)承圈挖出凹槽(cao),凹槽(cao)底端裝入密封(feng)性能(neng)優(you)越且(qie)耐高(gao)溫(wen)的(de)柔(rou)(rou)性石(shi)墨,既能(neng)起(qi)到閥座底端的(de)密封(feng)作(zuo)用(yong),又能(neng)起(qi)到各密封(feng)副之間因(yin)熱脹冷縮(suo)的(de)補償作(zuo)用(yong)。在柔(rou)(rou)性石(shi)墨上(shang)(shang)面裝上(shang)(shang)耐高(gao)溫(wen)的(de)金(jin)屬閥座,使用(yong)溫(wen)度可(ke)提高(gao)到 425℃ 以內長時間使用(yong),從(cong)而解(jie)決了保溫(wen)球閥不能(neng)在 200℃ 以上(shang)(shang)長時間使用(yong)的(de)局面。并且(qie)還可(ke)根據(ju)實際(ji)工況的(de)要求選用(yong)不同材質(zhi)的(de)閥座。
(3)在圖(tu) 1 中(zhong)起排泄作用的底(di)端(duan)接管與堵頭(tou)(tou)是螺(luo)紋連接,當溫(wen)度(du)升高時,螺(luo)紋部分(fen)的密封(feng)很難保證,決(jue)定(ding)取消堵頭(tou)(tou),在圖(tu) 2 中(zhong)與底(di)端(duan)接管連接的堵頭(tou)(tou)換上(shang)臺階(jie)式排污堵頭(tou)(tou),連接端(duan)用纏繞墊進行密封(feng),確保底(di)端(duan)的密封(feng)可靠性。
3 結語
通過改(gai)進(jin)保溫球(qiu)閥的密(mi)(mi)封結構(gou),密(mi)(mi)封性(xing)能(neng)(neng)優良(liang),特(te)別是(shi)(shi)改(gai)進(jin)后的柔性(xing)石墨代替了 O 形圈(quan),在溫度 ≤425℃ 的工況上(shang)得(de)到廣泛使用(yong)。隨著(zhu)國(guo)內工業水(shui)平(ping)的發展(zhan)和(he)(he)技術進(jin)步,其性(xing)能(neng)(neng)將(jiang)不斷提高,應用(yong)范圍將(jiang)不斷擴大。保溫球(qiu)閥是(shi)(shi)根據市場需求而改(gai)進(jin)設(she)計制造的,該(gai)閥門(men)具有(you)整體結構(gou)緊湊、操(cao)作方便、密(mi)(mi)封可(ke)靠和(he)(he)壽命長等(deng)特(te)點,目前該(gai)保溫球(qiu)閥在用(yong)戶使用(yong)工況中(zhong)運行良(liang)好,各(ge)項性(xing)能(neng)(neng)指標(biao)均(jun)達到設(she)計要求。對容易凝固、高粘度的液體介質具有(you)優良(liang)的性(xing)能(neng)(neng),特(te)別適用(yong)于松香之類的稠質介質。