上海申弘閥門有限公司
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高壓大通徑不銹鋼氧氣截止閥設(shè)計 |
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| 詳細(xì)介紹 | ||||||||||||||||
之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹高壓大通徑不銹鋼氧氣截止閥設(shè)計介紹了一種新型高壓大通徑不銹鋼氧氣截止閥的結(jié)構(gòu)特點、主要技術(shù)參數(shù)、材料選用和試驗，進(jìn)行了截止閥的流場仿真計算分析。 1、高壓大通徑不銹鋼氧氣截止閥設(shè)計概述
2、主要技術(shù)指標(biāo) 公稱壓力 15MPa 工作介質(zhì) 99.5%氧氣 工作溫度 -10～50℃ 結(jié)構(gòu)型式 角式 zui大工作壓力 12MPa 實際zui大工作流量 27.5kg/s 3、結(jié)構(gòu)
3.1、閥蓋 閥蓋結(jié)構(gòu)有上裝式、下裝式和自緊式等。上裝式和下裝式閥蓋受介質(zhì)壓力較大，通常使用在公稱壓力不超過26MPa的閥門。上裝式閥蓋適用于直通式、角式和直流式等結(jié)構(gòu)的閥門，下裝式閥蓋在高壓情況下通常只使用在角式閥門中。下裝式閥蓋較容易解決閥座與閥體的固定問題，方便閥座的安裝、維修和更換。自緊式閥蓋結(jié)構(gòu)通常使用在高壓情況，一般不小于26MPa磅級。但自緊式閥蓋結(jié)構(gòu)對零件的加工精度和裝配技術(shù)有較高的要求。考慮到采用平衡式結(jié)構(gòu)，并且氧閥有低壓使用工況，所以閥蓋采用上裝式結(jié)構(gòu)。 3.2、閥座 高壓截止閥密封副選用金屬密封。常用的金屬密封結(jié)構(gòu)有平面密封、錐面密封和線密封。平面密封的工藝性好，閥瓣導(dǎo)向要求不高。錐面密封和線密封的閥瓣則需要精密定位導(dǎo)向。由于截止閥的套筒可以為閥瓣提供很好的導(dǎo)向，閥座選用錐面密封，密封面半錐角為30°。為了提高閥座的密封性和壽命，需要對閥瓣和閥座的密封面進(jìn)行堆焊和研磨。因堆焊時要進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理，故將閥座與閥體設(shè)計為分體式。先在閥座上堆焊后，再將閥座焊接到閥體上(圖2)。高壓氧氣管路用不銹鋼截止圖2 氧氣截止閥閥座結(jié)構(gòu) 3.3、閥瓣和閥桿防轉(zhuǎn) 閥桿防轉(zhuǎn)采用兩個防轉(zhuǎn)夾板和一個鍵與閥桿通過螺釘緊固，在一個防轉(zhuǎn)夾板上伸出防轉(zhuǎn)螺栓桿與閥體支架的導(dǎo)向槽配合(圖3)，確保閥桿只能進(jìn)行上下移動，不會發(fā)上旋轉(zhuǎn)。閥瓣和閥桿通過鎖緊螺母連接，鎖緊螺母和閥瓣之間通過安裝一個螺釘實現(xiàn)防松。閥瓣中有一個通過電火花加工的孔，孔中安裝了一個圓柱銷，與閥桿頭部銑出的一個槽進(jìn)行配合，該結(jié)構(gòu)可以防止閥瓣與閥桿之間發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)(圖4)。
3.4、閥桿密封 閥桿密封采用填料結(jié)構(gòu)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，填料選用6層增強(qiáng)聚四氟乙烯V形填料。閥桿填料密封可能會因為溫度變化、填料蠕變、磨損和擠出等原因出現(xiàn)填料松弛現(xiàn)象，維護(hù)不及時可能會引發(fā)泄漏事故。氧氣截止閥的閥桿密封結(jié)構(gòu)中，采用帶碟形彈簧加載的活載壓緊結(jié)構(gòu)(圖5)，碟形彈簧可以使填料保持相對恒定的壓緊力，避免填料密封出現(xiàn)松弛或過壓現(xiàn)象，提高填料使用壽命，延長維護(hù)周期。高壓氧氣管路用不銹鋼截止閥圖3 閥桿防轉(zhuǎn)高壓氧氣管路用不銹鋼截止閥圖4 閥瓣防轉(zhuǎn)高壓氧氣管路用不銹鋼截止閥圖5 閥桿密封 3.5、上密封 上密封是閥門全開時，阻止介質(zhì)向填料函處滲漏的一種密封結(jié)構(gòu)，通常采用錐形密封或球面密封。上密封閥座通常設(shè)在閥蓋或閥體上，上密封閥瓣通常設(shè)在閥桿上。為了降低成本，將上密封閥瓣設(shè)在鎖緊螺母上，閥瓣壓蓋與閥瓣通過O形圈實現(xiàn)端面密封，但此結(jié)構(gòu)中閥瓣壓蓋與閥桿存在一定的間隙，上密封閥瓣的導(dǎo)向較差，不宜采用錐形密封，故采用球形密封(圖6)。上密封閥座在閥蓋上直接加工，考慮到密封力較大，采用120°錐面，閥瓣壓蓋加工成球面。高壓氧氣管路用不銹鋼截止閥圖6 上密封 3.6、防靜電設(shè)計 根據(jù)GB16912-2008，氧氣(包括液氧)設(shè)備、管道、閥門的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線跨接，其跨接電阻應(yīng)小于0.03Ω。因此認(rèn)為閥門設(shè)計時在其法蘭連接處預(yù)留金屬導(dǎo)線接口(螺釘壓接)，方便閥門、管路系統(tǒng)連接后法蘭之間的導(dǎo)線跨接。 4、材料選擇
不銹鋼氧氣閥主要特點 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥根據(jù)氧氣用角式截止閥工作壓力12MPa，氣體流速小于4.5m/s的實際工況條件，閥體和閥蓋選用304材料。閥桿和套筒選用沉淀硬化不銹鋼05Cr17Ni14Cu4Nb，閥座選用不銹鋼304[6]，在閥座密封面堆焊司太立合金。 4.2、非金屬材料 氧氣介質(zhì)閥中的非金屬材料主要為各種非金屬密封件。如閥瓣和套筒的動密封、套筒與閥體間的密封和閥桿密封等。閥桿密封采用柔性石墨材料或聚四氟乙烯，閥瓣和套筒的動密封采用阻燃性較好的氟橡膠O形圈或PTFE包覆O形圈。導(dǎo)向筒與閥體之間的密封選用金屬纏繞墊，而閥體和套筒、閥座與閥體間的冗余密封選用氟橡膠O形圈。
5、清洗和試驗 試驗時*行液壓強(qiáng)度試驗，然后分解閥門，并按要求清洗零件，再裝配進(jìn)行密封性試驗，試驗介質(zhì)為高純氮(99.99%)。閥門試驗合格后，需再次進(jìn)行脫脂處理和檢測，合格后包裝出廠。 6、流場計算
7、結(jié)語 |
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