1、概述

　　在礦山的磁選、微選、尾礦等液固、氣固兩相介質(zhì)輸送系統(tǒng)及鋼廠、電廠的除灰系統(tǒng)中，介質(zhì)一般為渣漿或灰粉，不僅其形狀為多棱形，而且還具有一定的粘性，有的甚至還有一定的腐蝕性。由于介質(zhì)中的渣漿或灰粉顆粒，對(duì)所用閥門的閥座和閘板密封面有較大的磨損與擦傷。因此要求該系統(tǒng)中閥門的閘板、閥座密封面和主要零件必須具有較高的耐磨、耐擦傷性。針對(duì)特殊工況，開發(fā)了一種新型耐磨渣漿閥。該系列閥門主要適用介質(zhì)為礦漿、干灰、料水混合物、泥漿和水泥混合物等，公稱壓力≤6.4MPa，使用溫度≤300℃。

1.填料 2.壓圈 3.閥座 4.閘板 5.副閥體 6.碟簧 7.墊片 8.O形圈 9.主閥體 10.閥蓋 11.閥桿 12.支架 13.傳動(dòng)裝置

圖1 耐磨渣漿閥

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　耐磨渣漿閥采用敞開式插板結(jié)構(gòu)，全通徑設(shè)計(jì)，閥門開啟后與管道形成一完整的直線通道，灰渣無殘留、附著或堆積。閥門啟閉靈活，不堵塞，不積渣，流程暢通。

　　閘板帶導(dǎo)流孔，無論是全開或是全關(guān)始終與密封面吻合，避免了介質(zhì)對(duì)密封面的沖蝕、磨損和擦傷，保護(hù)了閥門密封面，提高了閥門的使用壽命。閘板基材表面噴焊鈷基硬質(zhì)合金，硬度>55HRC，耐腐蝕，耐沖刷，耐磨損，耐擦傷。閥座基體上包覆特種耐磨類高分子材料，只需較小的密封比壓即可實(shí)現(xiàn)完全密封。超寬密封面(常規(guī)閥門密封面寬度的3~5倍)與軟/硬密封面材料的有機(jī)結(jié)合(圖2)，保證了閥門密封的可靠性及超長(zhǎng)的使用壽命。

圖2 閥座及閥門密封結(jié)構(gòu)

　　閥門關(guān)閉后，介質(zhì)不會(huì)進(jìn)入中腔(雙截?cái)?。閥門在全開或全關(guān)時(shí)，均可對(duì)中腔進(jìn)行排放(雙排放)。碟簧預(yù)壓及自動(dòng)補(bǔ)償，形成雙面強(qiáng)制密封，不會(huì)造成閥門中腔積灰和堵塞，使閥門啟閉不發(fā)生卡阻。同時(shí)，由于密封面的緊密貼合，閥門具有自清潔功能，即閥座圈能刮擦閘板兩側(cè)，阻止閘板結(jié)垢。

　　由于熱膨脹或其他原因，導(dǎo)致閥體中腔異常升壓(壓力大于管道壓力)時(shí)，在中腔壓力作用下，進(jìn)口閥座推向凹槽，閥體中腔壓力將由閥座與閘板之間泄放到管道中(圖3)。

圖3 閥門中腔泄壓結(jié)構(gòu)

　　閥體為三段式結(jié)構(gòu)，安裝和維護(hù)方便，能快捷地更換易損件，從而延長(zhǎng)閥門的使用周期。

3、主要零件材料

　　耐磨渣漿閥主要零件材料見表1。

4、計(jì)算和驗(yàn)算

　　殼體壁厚與閥桿直徑按GB/T12234或API600選取。

4.1、閘板

　　閘板采用帶導(dǎo)流孔式(圖4)。閘板A-A截面拉應(yīng)力σL、截面壓應(yīng)力σY、截面彎曲壓應(yīng)力σW為

表1 主要零件材料

圖4 閘板

　　式中

　　σL--閘板A-A截面拉應(yīng)力，MPa

　　σY--閘板A-A截面壓應(yīng)力，MPa

　　σW--閘板A-A截面彎曲應(yīng)力，MPa

　　QFZ'--關(guān)閉時(shí)閥桿軸向總力，N

　　QFZ'--開啟時(shí)閥桿軸向總力，N

　　Sb--閘板厚度，mm

　　L1--閘板寬度，mm

　　DN--公稱通徑，mm

　　QMJ--密封面處介質(zhì)作用力，N

　　QMT--彈簧預(yù)緊力，N

　　當(dāng)σL≤[σL]，σY≤[σY]，σW≤[σW]時(shí)，閘板強(qiáng)度合格。

4.2、閥座密封面寬度

　　閥座密封面包覆特種耐磨類高分子材料，其硬度約為95A。設(shè)計(jì)時(shí)視同中等硬度橡膠。閥座密封面許用比壓[q]=5.0MPa。閥座密封面必須比壓qMF和計(jì)算比壓q為

　　在實(shí)際計(jì)算中，閥座密封面寬度bM的確定要通過多次設(shè)定計(jì)算才能得到一個(gè)較為合理的數(shù)據(jù)。新型耐磨渣漿閥為軟硬組合實(shí)現(xiàn)密封，由于特種耐磨類高分子材料為軟性材料，只需很小的密封比壓即能實(shí)現(xiàn)密封。此類閥座密封面計(jì)算比壓q值確定為1～1.5MPa較為合適。

　　密封面比壓滿足條件為

　　將確定的q值和查得的[q]值代入式(4)，即得到閥座密封面寬度bM。

　　式中

　　bM--閥座密封面寬度，mm

　　P--設(shè)計(jì)壓力，MPa

5、結(jié)語

　　新型耐磨渣漿閥采用特種耐磨類高分子材料，以軟硬密封材料搭配，輔以超寬密封面設(shè)計(jì)，較好的滿足了礦漿、干灰和料水混合物工況條件對(duì)閥門的苛刻要求。閥門密封性能可靠，耐磨、耐擦傷性能好，使用壽命長(zhǎng)。較傳統(tǒng)排渣閥、刀閘閥使用壽命提高5～10倍。