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三偏心金屬硬密封蝶閥

 

1、三偏心金屬硬密封蝶閥概述

三偏心金屬硬密封蝶閥的密封面是斜錐面，閥體密封圈（圖1）與蝶板組合件密封圈（圖2）的接觸為面接觸，其工作原理是靠驅(qū)動(dòng)裝置扭力直接帶動(dòng)蝶板組合件，使蝶板組合件密封圈與閥體密封圈充分接觸后產(chǎn)生彈性變形而密封。三偏心金屬硬密封蝶閥作為一種高性能閥門，具有耐腐蝕性好、密封可靠、開啟力矩小等優(yōu)點(diǎn)。三偏心硬密封電動(dòng)蝶閥DN1200，其中閥體密封圈材料為1Cr18Ni9Ti，蝶板組合件密封圈材料為復(fù)合的不銹鋼板與石棉板夾層組合件，閥體密封圈與蝶板組合件密封圈的加工質(zhì)量直接決定蝶閥密封性能。

 

 

圖1 閥體外形及密封圈

 

 

圖2 蝶板組合件外形及密封圈

 

2、加工工藝

    從三偏心金屬硬密封蝶閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，蝶板組合件密封圈為不銹鋼板與石棉板的組合件，閥體密封圈為硬質(zhì)合金，硬度很高，進(jìn)刀量很難控制，不易一次加工成型，而且加工面的粗糙度要求很高。為保證加工要求，工藝過程為閥體或蝶板組合件粗加工—閥體密封圈堆焊硬質(zhì)合金—保溫12h—熱處理消除熱應(yīng)力—上工裝粗車密封面—上工裝精車密封面—上磨頭磨削密封面—閥體與蝶板組合件合鏜軸孔—強(qiáng)度試驗(yàn)—密封試驗(yàn)。

   

3、加工工裝

蝶板組合件密封圈與閥體密封圈密封面（加工面）均為斜錐面。閥體密封圈的錐體中心線與空間垂線夾角為8°，蝶板組合件密封圈的錐體中心線與空間垂線夾角為8°，為此設(shè)計(jì)閥體密封圈加工工裝（圖3）與蝶板組合件密封圈加工工裝（圖4）。

 

 

圖3 閥體密封圈加工工裝

 

 

圖4 蝶板組合件密封圈加工工裝

 

4、閥體密封圈加工

閥體起密封作為的為密封圈，焊接在閥體內(nèi)（圖5）。在2.5m立車上將組焊好的閥體裝夾在閥體密封圈加工工裝上，將立車刀桿旋轉(zhuǎn)8°，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，找正后沿圓錐母線方向走刀，車至未焊不銹鋼前的尺寸。然后堆焊不銹鋼，最后將焊好不銹鋼的閥體重新上立車，按上述方法車閥體密封圈至圖紙要求尺寸。最后在立車刀架上裝磨頭，對(duì)閥體密封圈進(jìn)行磨削處理，使其達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)粗糙度要求。

 

圖5 閥體密封圈加工

 

5、蝶板組合件密封圈加工

蝶板組合件起密封作用的零件是密封圈，密封圈為斜錐結(jié)構(gòu)，其錐頂角為16°，厚度為13.5mm，由5層石棉板及4層不銹鋼板復(fù)合而成（圖6）。密封圈必須與蝶板和壓環(huán)等組裝在一起，加工時(shí)才能防止密封圈夾層中的不銹鋼板及石棉板翹曲變形。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)蝶板組合件密封圈采用以下加工方法：（1）先在2.5m立車上分別把蝶板和壓環(huán)上的各止口加工到圖紙要求尺寸，外圓不加工；（2）按圖紙要求對(duì)壓環(huán)鉆孔，蝶板鉆孔攻絲；（3）壓環(huán)、密封圈和蝶板按圖紙裝配，將蝶板組合件工裝用螺栓緊固在閥體工裝上，然后再將蝶板組合件裝夾其上。立車刀桿旋轉(zhuǎn)8°車壓環(huán)、密封圈和蝶板至磨削尺寸；⑷用同樣厚度鋼板替下密封圈，車壓環(huán)、蝶板各錐面至圖紙尺寸；（5）工裝不動(dòng)，將壓環(huán)、密封圈、蝶板重新按要求組裝，然后在立車刀架上裝磨頭，對(duì)密封圈進(jìn)行磨削處理，使其達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)粗糙度要求。

 

 

圖6 蝶板組合件密封圈加工

 

 6、閥桿軸孔加工

    將蝶板組合件放入閥體內(nèi)，調(diào)整好蝶板組合件與閥體的相對(duì)位置后，倒入皂化液，5分鐘之內(nèi)無滲漏，將蝶板組合件壓緊，合鏜閥體與蝶板的軸孔。

采用此工藝方法加工閥體密封圈與蝶板組合件密封圈，便于操作，工作效率高，能夠很好的保證密封面的幾何精度，其強(qiáng)度試驗(yàn)及密封試驗(yàn)均達(dá)了設(shè)計(jì)要求，具有良好的實(shí)用價(jià)值及推廣價(jià)值。

 

三偏心金屬硬密封蝶閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、硬密封蝶閥采用三偏心硬密封結(jié)構(gòu)，閥座與蝶板幾乎無磨損，具有越關(guān)越緊的密封功能。

2、密封圈選用不銹鋼制作，具有金屬硬密封和彈性密封的雙重優(yōu)點(diǎn)，無論在低溫和高溫的情況下，均具有優(yōu)良的密封性能，具有耐腐蝕,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

3、蝶板密封面采用堆焊鈷基硬質(zhì)合金，密封面耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。

4、大規(guī)格蝶板采用絎架結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，過流面積大，流阻小。

5、根據(jù)用戶需求，硬密封蝶閥可以設(shè)計(jì)成具有雙向密封功能，安裝時(shí)不受介質(zhì)流向的限制，也不受空間位置的影響，可在任何方向安裝。

6、驅(qū)動(dòng)裝置可以多工位（旋轉(zhuǎn)90°或180°）安裝，便于用戶使用。

 

三偏心金屬硬密封蝶閥常見的問題：

 

一、由于多層軟硬疊式密封圈固定在閥板上，當(dāng)閥板常開狀態(tài)時(shí)介質(zhì)對(duì)其密封面形成正面沖刷，金屬片夾層中的軟密封帶受沖刷后，直接影響密封性能。

 

二、受結(jié)構(gòu)條件的限制該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)做通徑DN200以下閥門，原因是閥板整體結(jié)構(gòu)太厚，流阻大。

 

三、因三偏心結(jié)構(gòu)的原理，閥板的密封面與閥座之間的密封是靠傳動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。正流狀態(tài)時(shí)，介質(zhì)壓力越高密封擠壓越緊。當(dāng)流道介質(zhì)逆流時(shí)隨著介質(zhì)壓力的增大閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí)，密封開始泄漏。

       

    其特征在于：所述閥座密封圈由軟性T形密封環(huán)兩側(cè)多層不銹鋼片組成。

 

    閥板與閥座的密封面為斜圓錐結(jié)構(gòu)，在閥板斜圓錐表面堆焊耐溫、耐蝕合金材料；固定在調(diào)節(jié)環(huán)壓板之間的彈簧與壓板上調(diào)節(jié)螺栓裝配一起的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有效地補(bǔ)償了軸套與閥體之間的公差帶及閥桿在介質(zhì)壓力下的彈性變形，解決了閥門在雙向互換的介質(zhì)輸送過程中存在的密封問題。

 

采用軟性T型兩側(cè)多層不銹鋼片組成密封圈，具有金屬硬密封和軟密封的雙重優(yōu)點(diǎn)，無論在低溫和高溫情況下，均具有零滲漏的密封性能。試驗(yàn)證明池正流狀態(tài)（介質(zhì)流動(dòng)方向與蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同）時(shí)，密封面的壓力是傳動(dòng)裝置的力矩和介質(zhì)壓力對(duì)閥板的作用產(chǎn)生的。正向介質(zhì)壓力增大時(shí)閥板斜圓錐表面與閥座密封面擠壓越緊，密封效果越好。

 

    當(dāng)逆流狀態(tài)時(shí)，閥板與閥座之間的密封靠驅(qū)動(dòng)裝置的力矩使閥板壓向閥座。隨著反向介質(zhì)壓力的增大，閥板與閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓強(qiáng)時(shí)，調(diào)節(jié)環(huán)的彈簧在受載后所儲(chǔ)存的變形能補(bǔ)償閥板與閥座密封面的緊壓力起到自動(dòng)補(bǔ)償作用。

       

    因此本實(shí)用新型不像現(xiàn)有的技術(shù)那樣，在閥板上安裝軟硬多層密封圈，而是直接安裝在閥體上，在壓板和閥座中間增設(shè)調(diào)節(jié)環(huán)是十分理想的雙向硬密封方式。它將可取代閘閥、及球形閥。