一、概况:
我公司用了近一年的时间设计研制成功镶(PTFE)套旋塞阀。镶(PTFE)套旋塞阀是指在旋塞和阀体这对密封副之间镶入能抗强腐蚀介质内衬(PTFE)的旋塞阀。旋塞阀旋塞和阀体内腔是配合很好的圆锥体。目前国内大量用的金属密封副碳钢旋塞阀和不锈钢旋塞阀,即便带有强制润滑装置,密封副之间金属粘连与咬伤现象仍时有发生,既影响其密封性能,又影响阀的使用寿命,所以对于钢制旋塞阀来说,防止密封副之间粘连、咬伤现象的发生,一直是一个亟待解决的课题。我公司镶(PTFE)套旋塞阀的研制,成功解决了这一难题,表明我厂石化阀门生产水平上了新台阶,填补了国内这项空白。
二、结构特点:
1. 本阀门采用PTFE材料衬套,润滑好,在整个工作过程中密封副摩擦系数小,塞体运转灵活,使用寿命长。
2.阀体进出口端窗口设计及双道沟槽密封环结构,旋塞在旋转过程中,其密封副间的密封比压在逐渐变化,直至到达全开或全关位置时,产生足够的密封比压,密封副达到零泄漏。
3.双道沟槽密封环既可以使衬套稳固在阀体内不产生位移,又可吸收由于温差变化引起衬套产生的微量变形,同时衬套与旋塞之间产生有力的摩擦,具有自动清洁作用,提高了密封面的使用寿命。
4.柱塞顶部独特的反唇式密封设计,采用一个软密封材料膜片和金属膜片与调整垫片组合既可以调整密封面间的密封比压,使塞子转动灵活,又可以保证进,出口端和中 法兰连接端的密封。
5.介质可双向流动,安装方向不受限制,实现在线维修,使用更方便
6.独特的设计可防止静电,安全防火,使用安全。
三、密封原理及结构说明:
图1 图2
在镶(PTFE)套旋塞阀中,其密封件是一只非金属PTFE衬套,阀门关闭密封状态下,衬套完全地包裹着旋塞,衬套由阀体唇边锁紧并保持其位置不变,这样衬套和旋塞在所有时间内阀门处于开、关位置时形成一道连续密封,见图1。阀体唇边能固定PTFE密封套不旋转,是主要密封结构中的要素,见图2。
用PTFE作密封元件由于自身材料特点,其密封机理变化异常复杂,在外力预紧力作用下存在严重的冷流特性。由于冷流产生,而会失去密封作用。为了控制冷流,采取有效的方法是刚性限位,在阀体通道上和阀体内锥交界的地方设计出一部分高度和宽度合适凸边(唇边),压入锥腔内的PTFE密封衬套恰好卡在唇边上,有效地防止了衬套在阀体内位移和旋转,避免了冷流现象发生。
图3
主要密封结构中凹槽和背缓冲区见图3,主要是起到缓压作用。缓压的作用是怎么形成的呢?PTFE套压入阀体锥腔时,凹槽和背缓冲区凹下部位形成了空隙,当旋塞装入并预紧后,PTFE套受到外力便开始冷流,压力通过PTFE套传递到阀体内壁上。冷流后使冷流出PTFE填满或部分填满凹下空隙部分,这种填满过程就是缓压过程。
四、中法兰辅助密封结构:
旋塞阀除有主密封外还有多道辅助密封系统,中法兰部分就是其中之一,可确保-29 ℃~121℃温度范围内防止外露。该密封装置由一只PTFE V型密封模片:(1)一只PTFE密封垫(2)一只金属垫片(3)一只金属止推压盖(4)金属阀盖所组成。见图4
图4
PTFE V型密封模片的形状,在内周作一个成V形,在阀盖与阀体连接处和旋塞轴底部密封。楔形PTFE V型密封垫内周配合起到传递来自止推环密封力的作用,达到可靠密封。
在楔形环垫和V形密封垫上方安有一只金属止推压盖。在阀盖与阀体连接提供金属与金属接触,防止PTFE V型密封模片冷流,V形密封垫进一步受到保护。旋塞一体的阀杆接触是一只防静电环,能使阀盖和阀体之间形成一种可靠的电接触,形成导体。
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