1、概述

        在電廠和鋼廠灰渣管道系統中應用的閥門,由于受到高溫漿液的腐蝕和顆粒物質的沖刷磨損,嚴重的影響了其使用壽命。如使用普通閥門,很短時間內(如1周或1個月)既出現密封泄漏或閥件損壞等問題。導致系統不能正常運行。為此研制開發了新型耐磨卸灰球閥。該閥門采用了新技術、新工藝、新材料,使用壽命提高了3～5倍。

2、結構

       耐磨卸灰球閥(圖1)主要由閥體、球體、閥桿、支架、閥座、氣動裝置和泄放螺塞等組成(表1) 。該閥公稱壓力PN016MPa,強度試驗壓力019MPa,密封試驗壓力0166MPa,適用溫度≤250℃,適用于輸送灰、漿渣類等流體介質。

3、分析

         普通卸灰球閥密封副結構為碳鋼球體表面鍍鉻與碳鋼閥座鑲聚四氟乙烯環。

        鑄鋼球體耐磨性差,雖然采用鍍鉻處理,但鍍層與基體附著性差,致密性差,鍍層不均勻且鍍層較鑲聚四氟乙烯環閥座適用溫度較低,強度較低,抗蠕變性差,與球體構成密封副后,耐磨和耐沖刷性能低,壽命短。當聚四氟乙烯環磨損,閥座與球體不能構成二次密封,嚴重影響著產品的使用性能。

圖1　耐磨卸灰球閥

表1　主要零件

         普通卸灰球閥密封面自動補償采用彈簧形式,當彈簧使用疲勞后導致推力不足, 達不到密封所需的密封壓力, 造成密封泄露。

4、改進

          新型卸灰球閥球體采用耐磨鑄鐵噴焊鈷基硬質合金,使表面和基體都具有較好的硬度,提高了耐磨性。

         閥座采用雙重密封結構, 閥座密封面噴焊鈷基硬質合金并鑲嵌進口耐磨氟橡膠圈, 組成復合型密封結構(圖2) , 當密封圈磨損后, 閥座的金屬面能替代密封圈, 重新形成可靠的密封副, 滿足了閥門的使用性能, 達到延長使用壽命的目的。

1閥座　2氟橡膠圈　3STL 堆焊層　4球體　5閥體

圖2　復合密封結構

 　　密封面自動補償采用彈簧和壓縮空氣雙重結構(圖3)。閥門關閉時, 壓縮空氣同時進入閥座背面氣室, 推動閥座, 使閥座密封面與球體緊密貼合,較好地保證密封效果。當閥門開啟時, 電磁閥換向(圖4),閥座背面壓縮空氣排空, 閥座卸力, 避免了密封面間的相對磨損, 提高了使用壽命。

(a) 彈簧預緊　(b) 壓縮空氣助推

圖3　密封面自動補償結構

　　閥門為氣動控制, 可根據用戶需要實現現場控制、遠程控制和集中控制。

圖4　氣動控制原理

5、結語

        耐磨卸灰球閥由于采用等離子熱噴涂技術對球體噴焊鈷基硬質合金(STL),及采用堆焊STL的閥座密封面和鑲嵌耐磨氟橡膠圈組成了雙重密封副。提高了閥門的密封性能和使用壽命。閥座卸壓后, 球閥在開啟與關閉過程中球體密封面與閥座密封面脫離不會產生摩擦, 因而進一步提高了閥門的使用壽命。這種新型的耐磨卸灰球閥結構簡單, 與耐磨卸灰閘閥相比安裝高度低, 體積小, 使用維修方便, 因而受到了用戶的歡迎。