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閥門的密封性能是評定閥門質(zhì)量性能的一個重要指標(biāo)?,F(xiàn)在大部分的調(diào)節(jié)閥或者通用閥門閥桿和填料密封為接觸式密封,因其結(jié)構(gòu)簡單、裝配及更換方便、成本低廉而被廣泛采用。
閥門中閥桿和填料處的泄漏又是常見的現(xiàn)象。填料之所以能起到密封的作用,其原理現(xiàn)在主要存在兩大密封觀點,分別是“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。
填料的“軸承效應(yīng)”是指在盤根填料和閥桿之間,擠壓填料以及在外部的潤滑劑作用下,因為張力在閥桿的接觸面形成一層液膜,使填料和閥桿形成類似于滑動軸承的關(guān)系,這樣填料和閥桿就不會因為過度摩擦而出現(xiàn)磨損,同時因為液膜存在,填料和閥桿時刻處于密封狀態(tài)。
高溫閥門填料結(jié)構(gòu)外漏分析
在高溫工況下,如選用石墨盤根密封結(jié)構(gòu),很容易出現(xiàn)外漏情況。經(jīng)分析原因如下:
石墨盤根裝入填料函內(nèi),通過填料壓蓋上緊固螺栓松緊來施加對填料的軸向壓力。由于填料具有一定程度的可塑性,受軸向壓力后產(chǎn)生徑向壓力和微變形,內(nèi)孔與閥桿緊密貼合,但是這種貼合上下不是均勻的。通過填料壓力分布和填料密封力分布可知,填料函中上部填料和下部填料受介質(zhì)壓力是不均勻的。直接導(dǎo)致兩部分填料塑性變形不一致,容易出現(xiàn)填料與閥桿的局部密封過度或者密封不足,同時靠近壓蓋處受的徑向壓緊力大,所帶來的填料與閥桿的摩擦力也大,在此處閥桿和填料容易出現(xiàn)磨損。
在高溫情況下,溫度越高,石墨盤根膨脹越大,摩擦力也隨之加大,高溫所帶來的散熱不及時,加速了閥桿和填料的磨損率,這也是高溫閥門填料容易出現(xiàn)外漏的主要原因。
三次風(fēng)管內(nèi)無擋墻
三次風(fēng)管內(nèi)不設(shè)置任何形式的擋墻。高溫調(diào)節(jié)閥閥板的下端設(shè)計成半圓形,完全通過閥板上下運動來調(diào)節(jié)風(fēng)量。
這種情形式在正常使用中,閥板開度一般為30%~40%,受高溫飛砂料沖刷和磨損的面積大,由于閥板插入深度較深,磨損后剩余部分無利用價值,導(dǎo)致閥板利用率低,壽命短。
另外,該結(jié)構(gòu)中閥板體積和重量較大,閥板框架材料和澆注料用量都較大,因此閥板的制作成本也較高。較大的閥板重量導(dǎo)致高溫調(diào)節(jié)閥的起重鏈?zhǔn)芰^大,閥板調(diào)節(jié)也不夠靈活。
三次風(fēng)管兩側(cè)澆注料擋墻形式
取消閥板下部擋墻,在高溫調(diào)節(jié)閥閥板前一定距離沿三次風(fēng)管壁左右兩側(cè)分別澆注擋墻,預(yù)留出約70%的通風(fēng)截面。這樣設(shè)置擋墻同樣達(dá)到減少閥板插入深度、延長閥板使用壽命的效果,同時克服了底部擋墻結(jié)構(gòu)的缺點。
首先,三次風(fēng)在經(jīng)過擋墻轉(zhuǎn)向時沿著一定坡度改變風(fēng)速和風(fēng)向,氣流更加順暢,大大減少了三次風(fēng)對擋墻的沖刷和破壞,從而延長了擋墻的使用壽命。兩側(cè)擋墻有效的保護(hù)了三次風(fēng)對閥板兩側(cè)的磨損、腐蝕,大大延長了閥板的使用壽命。
其次,擋墻預(yù)先擋住了三次風(fēng)管兩側(cè)約30%的通風(fēng)面積,這樣大大減少了高溫調(diào)節(jié)閥閥板寬度方向的尺寸,體積和重量較第二種方案下降了許多,節(jié)約了閥板制作成本,并且降低了起重鏈的受力,閥板調(diào)節(jié)靈活。
另外,取消下部擋墻后,積灰現(xiàn)象基本解決,方便人員檢修。