随着工業技(jì)術(shù)的飛躍發展，對閥門(mén)行(xíng)業提出了更嚴格的要求，尤其對低(dī)溫介質中所使用的蝶閥，除了能滿足一般閥門(mén)所具有(yǒu)的性能之外，更重要的是在低(dī)溫狀态下閥門(mén)密封的可(kě)靠性，動作(zuò)的靈活性以及對低(dī)溫閥門(mén)的一些(xiē)其它特殊要求。随着工業泵用機械密封技(jì)術(shù)的飛躍發展，對閥門(mén)行(xíng)業提出了更嚴格的要求，尤其對低(dī)溫介質中所使用的蝶閥，除了能滿足一般閥門(mén)所具有(yǒu)的性能之外，更重要的是在低(dī)溫狀态下閥門(mén)密封的可(kě)靠性，動作(zuò)的靈活性以及對低(dī)溫閥門(mén)的一些(xiē)其它特殊要求。
衆所周知，蝶閥具有(yǒu)結構緊湊、體(tǐ)積小(xiǎo)、重量輕釜用機械密封相同壓力，相同通(tōng)徑的閘閥相比可(kě)減輕40%～50%)流體(tǐ)阻力小(xiǎo)、啓閉迅速等一系列優點。但(dàn)我國一些(xiē)低(dī)溫裝置如天燃液化設備、空(kōng)氣分離設備以及變壓吸附設備等化工行(xíng)業所采用的閥門(mén)有(yǒu)80%以上(shàng)是截止閥或閘閥，采用蝶閥的數(shù)量很(hěn)少(shǎo)。分析其原因主要是過的金屬密封蝶閥在低(dī)溫狀況下密封性能不良，以及其它一些(xiē)因結構不合理(lǐ)等原因造成介質內(nèi)漏和(hé)外漏，嚴重的影(yǐng)響這些(xiē)低(dī)溫設備的安全和(hé)正常運行(xíng)，不能滿足低(dī)溫設備的要求。
根據我國低(dī)溫裝置的不斷發展，對低(dī)溫閥門(mén)的要求日益增大(dà)，為(wèi)适應市場(chǎng)經濟發展的需要，對金屬密封蝶閥進行(xíng)結構上(shàng)的改進，研制(zhì)出一種三偏心純金屬高(gāo)密封性能的蝶閥(圖一、現已申報國家(jiā)專利)無論介質是高(gāo)溫還(hái)是低(dī)溫均能滿足其需要。現結合其結構特點，僅對低(dī)溫性能方面作(zuò)簡單介紹。
一、對低(dī)溫碟閥密封性能的要求：
低(dī)溫閥門(mén)産生(shēng)洩漏的原因主要有(yǒu)兩種情況，一是內(nèi)漏;二是外漏。
1)閥門(mén)産生(shēng)內(nèi)漏主要原因是密封副在低(dī)溫狀态下産生(shēng)變形所緻。當介質溫度下降到使材料産生(shēng)相變時(shí)造成體(tǐ)積變化，使原本研磨精度很(hěn)高(gāo)的密封面産生(shēng)翹曲變形而造成低(dī)溫密封不良。我們曾對DN250閥門(mén)進行(xíng)低(dī)溫試驗，介質為(wèi)液氮(-196℃)蝶闆材料為(wèi)1Cr18Ni9Ti(沒經過低(dī)溫處理(lǐ))發現密封面翹曲變形量達0.12mm左右，這是造成內(nèi)漏的主要原因。
新研制(zhì)的蝶閥由平面密封改為(wèi)錐面密封。閥座是一個(gè)斜圓錐橢圓密封面，與嵌裝在蝶闆上(shàng)的正圓形彈性密封環組成密封副。密封環可(kě)在蝶闆槽內(nèi)徑向浮動。當閥門(mén)關閉時(shí)，彈性密封環首先和(hé)橢圓密封面的短(duǎn)軸接觸，随着閥杆的轉動逐漸将密封環向內(nèi)推，迫使彈性環再和(hé)斜圓錐面的長軸接觸，最終導緻彈性密封環與橢圓密封面全部接觸。它的密封是依靠彈性環産生(shēng)變形而達到的。因此當閥體(tǐ)或蝶闆在低(dī)溫下産生(shēng)變形時(shí)，都會(huì)被彈性密封環來(lái)吸收補償，不會(huì)産生(shēng)洩漏和(hé)卡死現象。當閥門(mén)打開(kāi)時(shí)這一彈性變形立即消失，在啓閉過程中基本沒有(yǒu)相對磨擦，故使用壽命長。
2)閥門(mén)的外漏：其一是閥門(mén)與管路采用法蘭連接方式時(shí)，由于連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低(dī)溫下材料之間(jiān)收縮不同步産生(shēng)松弛而導至洩漏。因此我們把閥體(tǐ)與管路的連接方式由法蘭連接改為(wèi)焊接結構，避免了低(dī)溫洩漏。其二是閥杆與填料處的洩漏。一般多(duō)數(shù)閥門(mén)的填料采用F4，因為(wèi)它的自滑性能好、摩擦系數(shù)小(xiǎo)(對鋼的摩擦系數(shù)f=0.05～0.1)，又具有(yǒu)獨特的化學穩定性，因此得(de)到廣泛應用。但(dàn)F4也有(yǒu)不足之處，一是冷流傾向大(dà);二是線膨脹系數(shù)大(dà)，在低(dī)溫下産生(shēng)冷縮導緻滲漏，造成閥杆處大(dà)量結冰，至使閥門(mén)開(kāi)啓失靈。為(wèi)此研制(zhì)的低(dī)溫蝶閥采用自縮密封結構即利用F4膨脹系數(shù)大(dà)的特點，通(tōng)過予留的間(jiān)隙達到常溫、低(dī)溫都可(kě)以密封的目的。
二、閥體(tǐ)、閥杆軸襯的設計(jì)要求：
1)低(dī)溫閥門(mén)殼體(tǐ)結構形狀。材料選擇的正确與否對閥門(mén)的正常可(kě)靠工作(zuò)有(yǒu)着極其重要的意義。蝶閥的結構特點與截止閥、閘閥相比，不但(dàn)避免了因形狀不規則，殼體(tǐ)壁厚不均勻，在低(dī)溫下産生(shēng)的冷縮，溫差應力所引起的變形，而且由于蝶閥體(tǐ)積小(xiǎo)，閥體(tǐ)形狀左右基本是的稱的，因而熱容量小(xiǎo);予冷量消耗也小(xiǎo);形狀規則又便于對閥門(mén)的保冷措施。如新研制(zhì)的DD363H型碟閥為(wèi)保證閥門(mén)在低(dī)溫下的可(kě)靠使用，完全按照低(dī)溫閥的特殊性進行(xíng)設計(jì)和(hé)制(zhì)造，如：殼體(tǐ)材料選擇了具有(yǒu)立方晶格的1Cr18Ni9Ti奧氏體(tǐ)不鏽鋼等。
2)閥杆襯套的選擇：根據用戶反映，有(yǒu)些(xiē)低(dī)溫閥門(mén)在運行(xíng)當中，閥門(mén)的轉動部位發生(shēng)粘滞，咬合現象時(shí)有(yǒu)發生(shēng)，主要原因是：配對材料選擇不合理(lǐ)，予留冷間(jiān)隙過小(xiǎo)，以及加工精度等原因所緻。
在研制(zhì)低(dī)溫閥門(mén)時(shí)，采取了一系列措施，防止出現以上(shàng)現象。例如：我們對閥杆上(shàng)、下軸襯選用了具有(yǒu)摩擦系數(shù)小(xiǎo)及自潤滑性能的SF-1型複合軸承，這樣可(kě)以适用于低(dī)溫閥門(mén)的一些(xiē)特殊需要。
金屬密封型蝶閥具有(yǒu)的特點是一些(xiē)普通(tōng)閥門(mén)所不具備的。尤其是流阻小(xiǎo)、密封可(kě)靠、啓閉迅速、使用壽命長等。本公司研制(zhì)的三偏心金屬密封蝶閥的密封力來(lái)自彈性環的變形達到密封，因而不需要借助介質作(zuò)用力，故可(kě)做(zuò)雙向密封用。根據蝶閥的一些(xiē)特點将會(huì)被更多(duō)的人(rén)所重視(shì)。今後也會(huì)有(yǒu)更多(duō)的蝶閥應用到低(dī)溫設備中。
作(zuò)者：嘉善永立機械密封件廠
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