旋塞閥是關(guān)閉件或柱塞形的旋轉(zhuǎn)閥,通過(guò)旋轉(zhuǎn)90度使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相同或分開,實(shí)現(xiàn)開啟或關(guān)閉的一種閥門。旋塞閥的閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。在圓柱形閥塞中,通道一般成矩形;而在錐形閥塞中,通道成梯形。這些形狀使旋塞閥的結(jié)構(gòu)變得輕巧,但同時(shí)也產(chǎn)生了一定的損失。旋塞閥作為切斷和接通介質(zhì)以及分流適用,但是依據(jù)適用的性質(zhì)和密封面的耐沖蝕性,有時(shí)也可用于節(jié)流。由于旋塞閥密封面之間運(yùn)動(dòng)帶有擦拭作用,而在全開時(shí)可防止與流動(dòng)介質(zhì)的接觸,故它通常也能用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。旋塞閥的另一個(gè)重要特性是它易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu),以致一個(gè)閥可以獲得兩個(gè)、三個(gè),甚至四個(gè)不同的流道。這樣可以簡(jiǎn)化管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、減少閥門用量以及設(shè)備中需要的一些連接配件。用帶通孔的塞體作為啟閉件的閥門。塞體隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作。小型無(wú)填料的旋塞閥又稱為
“考克"。旋塞閥的塞體多為圓錐體(也有圓柱體),與閥體的圓錐孔面配合組成密封副。旋塞閥是使用的一種閥門,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開關(guān)迅速、流體阻力小。普通旋塞閥靠精加工的金屬塞體與閥體間的直接接觸來(lái)密封,所以密封性較差,啟閉力大,容易磨損,通常只能用于低壓(不高于1兆帕)和小口徑(小于100毫米)的場(chǎng)合。
用途 旋塞閥廣泛地應(yīng)用于油田開采、輸送和精練設(shè)備中,同時(shí)也廣泛用于石油化工、化工、煤氣、天然氣、液化石油氣、暖通行業(yè)以及一般工業(yè)中。
分類與特點(diǎn)
軟密封旋塞閥
軟密封旋塞閥常用于腐蝕性、劇毒及高危害介質(zhì)等苛刻環(huán)境,嚴(yán)格禁泄漏的場(chǎng)合,以及閥門材料不會(huì)對(duì)介質(zhì)形成污染的場(chǎng)合。閥體可根據(jù)工作介質(zhì)選用碳鋼、合金鋼及不銹鋼材料。
A. 可根據(jù)使用溫度和工作介質(zhì)采用F4、F46、PVDF、PP、PO、PE等自潤(rùn)滑材料襯套,潤(rùn)滑好,在整個(gè)工作過(guò)程中密封副摩擦系數(shù)小,塞體運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,使用壽命長(zhǎng)。
B. 閥體進(jìn)出口端窗口設(shè)計(jì)及雙道溝槽密封環(huán)結(jié)構(gòu),旋塞在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,其密封副間的密封比壓在逐漸變化,直至到達(dá)全開或全關(guān)位置時(shí),產(chǎn)生足夠的密封比壓,密封副達(dá)到零泄漏。
C. 雙道溝槽密封環(huán)既可以使襯套穩(wěn)固在閥體內(nèi)不產(chǎn)生位移,又可吸收由于溫差變化引起襯套產(chǎn)生的微量變形,同時(shí)襯套與旋塞之間產(chǎn)生有力的摩擦,具有自動(dòng)清潔作用,提高了密封面的使用壽命。
D. 柱塞頂部的反唇式密封設(shè)計(jì),采用一個(gè)軟密封材料膜片和金屬膜片與調(diào)整墊片組合既可以調(diào)整密封面間的密封比壓,使塞子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,又可以保證進(jìn),出口端和中法蘭連接端的密封。
E. 適合用于高沖刷性的氣固。液固相介質(zhì)。如PVC、尿素、醋酐、燒堿生產(chǎn)裝置中,或?qū)ν庑孤┮蟾呓橘|(zhì),如HF,光氣等。
F. 介質(zhì)可雙向流動(dòng),安裝方向不受限制,實(shí)現(xiàn)在線維修,使用更方便
G. 的設(shè)計(jì)可防止靜電,安全防火,使用安全。
油潤(rùn)滑硬密封旋塞閥
油潤(rùn)滑硬密封旋塞閥可分為常規(guī)油潤(rùn)滑旋塞閥和壓力平衡式旋塞閥。特制的潤(rùn)滑脂從塞體頂部注入閥體錐孔與塞體之間,形成油膜以減小閥門啟閉力矩,提高密封性和使用壽命。其工作壓力可達(dá)64MPa,工作溫度可達(dá)325度,口徑可達(dá)600mm。
1、常規(guī)油潤(rùn)滑旋塞閥
A. 常規(guī)硬密封旋塞閥,旋塞錐體的安裝方式為正裝。為了減少閥體和旋塞密封面的摩擦力,閥門一般采用密封油脂潤(rùn)滑閥座的密封結(jié)構(gòu)。從高壓油咀注入的高壓密封油,在旋塞周圍形成高壓密封環(huán),即閥體和旋塞錐體密封面之間有一層油膜,既能封閉又能潤(rùn)滑,啟閉容易。
B. 為了進(jìn)一步減少旋塞閥的啟閉力拒,通常采用減少旋塞直徑的方法,故旋塞閥通常采用矩形流道,此方法在減少旋塞閥啟閉力矩的同時(shí),增大了旋塞閥的流體阻力
C. 旋塞錐體密封部位堆焊STL合金材料或者采用表面硬化技術(shù),增強(qiáng)密封面的耐磨損和抗腐蝕能力,使用壽命長(zhǎng)
D. 旋塞錐體的表面精磨至鏡面,和閥體的密封面研磨,具有更低的啟閉力矩。
2、壓力平衡式旋塞閥
為了減少常規(guī)硬密封旋塞閥的力矩,常采用壓力平衡式旋塞閥。壓力平衡式旋塞閥除具有常規(guī)油潤(rùn)滑旋塞閥的特點(diǎn)外,還有下列特點(diǎn):
A. 壓力平衡式旋塞閥的旋塞錐體的安裝方式為倒裝。旋塞錐體的上部有一止回閥。
在閥門關(guān)閉時(shí),由于旋塞錐體上下截面積差,注入的高壓密封油使塞體受到向上的提升力,使塞體和閥門的密封面能更好的密封。
B. 在閥門開啟瞬間,閥體下腔的壓力與管道的介質(zhì)壓力平衡,上腔的高壓密封油使塞體受到向下的推力,而使旋塞錐體與閥體密封面間出現(xiàn)微小間隙,旋轉(zhuǎn)塞體時(shí)的力矩將有效減少。也可保護(hù)密封副。
C. 在高溫工況下,旋塞的熱膨脹可通過(guò)其升降來(lái)吸收,避免密封副楔死。
油潤(rùn)滑硬密封旋塞閥,雖然采用油潤(rùn)滑能適當(dāng)減少啟閉力矩,但卻可能對(duì)介質(zhì)形成污染。因此針對(duì)實(shí)際工況選擇密封潤(rùn)滑油。
提升式旋塞閥
提升式旋塞閥有多種結(jié)構(gòu)形式,提升式旋塞閥按密封面的材料分為軟密封和硬密封兩種。其基本原理時(shí)為開啟時(shí)使旋塞上升,旋塞再轉(zhuǎn)動(dòng)90度到閥門全開過(guò)程能減少與閥體密封面的摩擦力;關(guān)閉閥門時(shí)使旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置后再下降與閥體密封面接觸達(dá)到密封。
1、雙密封提升式旋塞閥
雙密封提升式旋塞閥為軟密封結(jié)構(gòu)。旋塞體為三塊板組合而成圓柱形塞體,兩側(cè)的板上鑲嵌橡膠密封面,中間為圓柱形楔塞。
開啟閥門時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使旋塞上升,帶動(dòng)兩側(cè)板收攏,使組合塞體和閥門密封面脫離后,再帶動(dòng)塞體旋轉(zhuǎn)90度到閥門全開位置。
關(guān)閉閥門時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使組合塞體轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置后,再推動(dòng)塞體下降,兩側(cè)板與閥體底部接觸后不再下移,中間楔塞繼續(xù)下降,通過(guò)斜面的推動(dòng)兩側(cè)板相進(jìn)出口端移動(dòng),使側(cè)板的軟密封面與閥體密封面接觸后受到壓縮而達(dá)到密封。
雙密封提升式旋塞閥具有雙阻塞和排放功能,閥門上設(shè)有壓力平衡裝置,以防系統(tǒng)異常升壓,并能減少閥門啟閉瞬間的阻力。由于密封圈被壓縮后金屬面相互接觸,閥門具有防火功能。閥門的維護(hù)十分方便,可在不把閥體從管線拆卸的情況下,通過(guò)拆卸閥體底部的端蓋就能把兩側(cè)板從閥體中取出更換。因此也被廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、冶金礦山、煤氣工程、輕工紡織、船舶碼頭、食品以及環(huán)保水處理等各行業(yè)作調(diào)節(jié)、啟閉管線流體之用。
2、硬密封提升式旋塞閥
金屬硬密封提升式旋塞閥兩側(cè)閥座密封面均可密封,閥門的使用不受介質(zhì)流向的限制。金屬硬密封體提升式旋塞閥關(guān)閉時(shí),可通過(guò)手輪和閥桿對(duì)閥座密封面加壓,通過(guò)加大密封比壓,可使旋塞閥具有更好的密封性能。閥座密封面凸起,便于密封面清洗,密封面不易積存結(jié)晶介質(zhì),或固體顆粒。固常用于化工裝置的高溫場(chǎng)合。硬密封提升式旋塞閥的結(jié)構(gòu)有多種,常見(jiàn)有兩種。
A. 手輪手柄式提升式旋塞閥,工作原理為:上升,使旋塞和閥門全打開。關(guān)閉時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置,再轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置手輪使旋塞下降達(dá)到密封。
閥門再啟閉過(guò)程中旋塞與閥座相脫離,故閥門的啟閉非常輕松,而且密封面在開啟或關(guān)閉過(guò)程中不易擦傷,閥門使用壽命長(zhǎng)。但采用手柄驅(qū)動(dòng)力矩小,因此使用閥門的公稱尺寸通常不大。手輪手柄提升式旋塞閥結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,流體阻力小。
B. 機(jī)械十字架傳動(dòng)提升式旋塞閥,工作原理為:開啟閥門時(shí)傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿的螺紋使旋塞體上升。旋塞和閥體密封面脫離后再驅(qū)動(dòng)旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)90度到閥門全打開。關(guān)閉時(shí)傳動(dòng)裝置使旋塞先轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置后,旋塞不再轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋后使旋塞下降,與閥體密封面接觸達(dá)到密封。
機(jī)械十字架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可連接汽缸、電動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
機(jī)械十字架傳動(dòng)提升式旋塞閥,解決了驅(qū)動(dòng)裝置輸入力矩不足的限制,使閥門向大口徑和高壓力方向發(fā)展。
機(jī)械十字架傳動(dòng)提升式旋塞閥的旋塞通道與管道的直徑一致,流體阻力小,方便清管。在石油、天然氣長(zhǎng)輸管線上的發(fā)展越來(lái)越大。
三通和四通式旋塞閥
三通和四通式旋塞閥適用于滬工裝置中,改變介質(zhì)流動(dòng)方向或進(jìn)行介質(zhì)分配的場(chǎng)合。按照使用工況的要求,可選擇軟密封襯套或軟密封,硬密封提升式旋塞閥。
按結(jié)構(gòu)形式分類
旋塞閥按結(jié)構(gòu)形式可分為緊定式旋塞閥、自封式旋塞閥、旋塞閥和注油式旋塞閥四種。按通道形式分,可分為直通式旋塞閥、三通式旋塞閥和四通式旋塞閥三種。還有卡套式旋塞閥。
通道
旋塞閥的通道有多種形式。常見(jiàn)的直通式主要用于截?cái)嗔黧w。三通旋塞閥和四通式旋塞閥適用于流體換向旋塞閥的啟閉件是一個(gè)有孔的圓柱體,繞垂直于通道的軸線旋轉(zhuǎn),從而達(dá)到啟閉通道的目的。
優(yōu)點(diǎn)
1、旋塞閥用于經(jīng)常操作,啟閉迅速、輕便。
2、旋塞閥流體阻力小。
3、旋塞閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,相對(duì)體積小,重量輕,便于維修。
4、密封性能好
5、不受安裝方向的限制,介質(zhì)的流向可任意。
6、無(wú)振動(dòng),噪聲小。
安裝與維護(hù)注意事項(xiàng)
在安裝旋塞閥時(shí),為了防止損壞旋塞閥,并保證充分發(fā)揮旋塞閥的工作性能,應(yīng)注意如下四點(diǎn)內(nèi)容:
1.要確保閥門處于開啟狀態(tài)。先對(duì)管道加熱。盡可能多的將熱從管道傳遞到旋塞閥。避免延長(zhǎng)旋塞閥本身的加熱時(shí)間。
2.使用紗布或鋼絲刷清除管道和切割部位,使其金屬表面發(fā)光發(fā)亮。建議不要使用鋼絲絨。
3.先沿著垂直方向切割管道,并修整、去除毛刺,測(cè)量管徑。
4.在管道的外面和焊接罩的內(nèi)部涂上焊劑,焊劑必須覆蓋焊接表面。請(qǐng)有節(jié)制地使用焊劑。
旋塞閥與閘閥的比較
1﹑閥桿提升式楔形旋塞閥,開關(guān)始終無(wú)摩擦,保證閥門易操作﹑零泄漏和長(zhǎng)壽命。
開閥時(shí)閥芯先向上運(yùn)動(dòng)脫離閥座,然后再無(wú)摩擦的旋轉(zhuǎn)90°至閥門開啟;關(guān)閥時(shí),閥芯先無(wú)摩擦的旋轉(zhuǎn)90°,然后再擠向閥座至關(guān)閉。在閥門開啟和關(guān)閉的過(guò)程,閥芯與閥座之間始終不會(huì)有摩擦。
2﹑雙關(guān)斷及自動(dòng)檢閥門密封性裝置(DBB功能,配ABV自動(dòng)泄放系統(tǒng))。
3﹑頂部及底部均有端蓋,可快速在線維護(hù)和維修;
在管線內(nèi)有介質(zhì)的情況下,只需將閥門關(guān)閉,即可拆卸底部端蓋,可快速將沙粒﹑焊渣等硬質(zhì)顆粒清除,同時(shí)方便于閥門的維修及密封件的更換。
閘閥的缺點(diǎn):
1. 閘板在開啟和關(guān)閉過(guò)程中始終存在摩擦,因此操作扭矩大,并且在閘板及閥座密封面上易產(chǎn)生劃痕,導(dǎo)致閥門泄漏;
2. 無(wú)自檢泄漏裝置,(即使通過(guò)兩個(gè)閘閥再安裝一小閥達(dá)到此功能,也不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)功能);
3. 對(duì)于含有顆粒雜質(zhì)的介質(zhì),如沙粒,沉積在閥門底部,使閘板無(wú)法關(guān)到位,導(dǎo)致閥門的泄漏是非常嚴(yán)重的,(這點(diǎn)對(duì)于閘閥來(lái)說(shuō)是致命的缺點(diǎn))。
旋塞閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選用
?。?)旋塞閥流體直流通過(guò),阻力小,啟閉方便、迅速。
?。?)旋塞閥在管道中主要用于切斷、升配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向。它易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu),以至一個(gè)閥可以獲得兩個(gè)、三個(gè)、甚至四個(gè)不同的流道,這樣可以簡(jiǎn)化管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì),減少閥門門用量以及設(shè)備中需要的一些連接配件。
?。?)旋塞閥是歷被人們采用的閥件。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,開閉迅速(塞子旋轉(zhuǎn)1/4Q圈就能完成開閉動(dòng)作),操作方便,流體阻力小,至今仍被廣泛使用。目前主要用于低壓,小口徑和介質(zhì)溫度不高的情況下。
?。?)根據(jù)旋塞閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)上所能達(dá)到的功能,可以按下列原則選用。
①用于分配介質(zhì)和改變介質(zhì)流動(dòng)方向,其工作溫度不高于300℃,公稱壓力PN≤1.6MPa、公稱通徑不大于300mm,建議選用多通路旋塞閥。
②牛奶、果汁、啤酒等食品企業(yè)業(yè)及制藥廠等的設(shè)備和管道上,建議選用奧氏體不銹鋼制的,緊定式圓錐形旋塞閥。
?、塾吞镩_采、天然氣田開采、管道輸送的支管、精煉和清潔設(shè)備中,公稱壓力級(jí)不大于Class300、公稱通徑不大于300mm,建議選用油封式圓錐形旋塞閥。
④油田開采、天然氣開采、管道輸送的支管、精煉和清潔設(shè)備中,公稱壓力級(jí)不大于Class7500、公稱通徑不大于900mm、工作溫度不高于340℃,建議選用油封式圓錐形旋塞閥。
?、菰诖笮突瘜W(xué)工業(yè)中,含有腐蝕性介質(zhì)的管道和設(shè)備中,要求開啟或關(guān)閉速度較快的場(chǎng)合,對(duì)于以硝酸為基的介質(zhì)可選用聚四氟乙烯套筒密封圓錐形旋塞閥;對(duì)于以醋酸為基的介質(zhì),可選用Crl8Nil 2M02Ti不銹鋼鑲聚四氟乙烯套筒密封圓錐形旋塞閥。
⑥在煤氣、天然氣、暖通系統(tǒng)的管道中和設(shè)備上,公稱通徑不大于200nm,宜選用填料式圓錐形旋塞閥。