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一、概述Js545Y料漿閥主要用于氧化鋁反應(yīng)釜底側(cè)起到排料作用。其工作原理跟截止閥差不多,但是密封要求高于截止閥。本閥采取短行程閥瓣的設(shè)計(jì)。閥體為喇叭形 結(jié)構(gòu)便于釜底排料,如此外觀讓人覺得簡(jiǎn)單、美觀。此閥具有耐沖蝕、耐腐蝕、耐磨損等特點(diǎn)。對(duì)于流體幾乎不改變流動(dòng)方向,是截止閥中流阻zui小的。其安裝 方式和直通式接近,但應(yīng)特別注意在管道安裝后便于操作。閥座和閥瓣密封面可堆焊硬質(zhì)合金,使整個(gè)閥門更耐沖刷和腐蝕,非常適合于氧化鋁生產(chǎn)工藝流程中 的管路控制,同時(shí)也適合于有結(jié)焦和固體顆粒的管道中。氧化鋁生產(chǎn)是連續(xù)生產(chǎn),在氧化鋁生產(chǎn)過程中多數(shù)工段為堿性介質(zhì)溶液,這種介質(zhì)在管路底部和閥門部分易產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象,若閥門連續(xù)關(guān)閉24h就會(huì)結(jié)疤,使 閥門很難再次啟閉,從而是會(huì)影響整個(gè)工藝流程。另外,介質(zhì)中含有氧化鋁顆粒,使閥門的密封面受到?jīng)_刷和磨損,直至閥門關(guān)閉不嚴(yán)而不能繼續(xù)使用,由于氧 化鋁生產(chǎn)工藝的特殊性,普通的閥門已經(jīng)不能滿足這種工況,直流式Y(jié)形截止閥(料漿閥)是目前氧化鋁生產(chǎn)比較理想的閥門產(chǎn)品。 二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理Js545Y主要由左閥體、右閥體、閥瓣、閥座、閥桿、墊片、支架、耐磨圈等零件組成。閥體采用鑄鋼或不銹鋼鑄造而成,閥體可分開式Y(jié)形截止式,易于 拆卸及維修。于氧化鋁生產(chǎn)管線上*的閥門之一。1、設(shè)計(jì)特點(diǎn) (1)、為防止結(jié)疤采用的流線型通道 由于氧化鋁生產(chǎn)的原料為稀土礦石,尤其是國產(chǎn)礦石多為軟水硬鋁,礦石的硬度較高;含苛性鈉成分較多,要將礦石制成料漿才能進(jìn)行高壓溶出工藝,在高 壓溶出工藝過程中,由于氧化鋁礦中含苞欲放有15%左右的活性堿容易在流動(dòng)中停留結(jié)疤,所以一般的閥門由于制造原因?qū)﹂y體內(nèi)腔的夾角控制不嚴(yán)格,容易生產(chǎn) 死角滯留介質(zhì),而Y形截止式采用了*的雙閥體直流式結(jié)構(gòu),改善的閥門結(jié)構(gòu)還使閥門通道變?yōu)榛⌒谓Y(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了流線型的流體通道理念,減小了介質(zhì)在 高壓作用下產(chǎn)生渦流或形成汽蝕沖擊閥門殼體,不僅緩解了閥門內(nèi)腔因介質(zhì)沖蝕造成閥體磨損度,也防止了氧化鋁礦漿在閥門通道的滯留,可在檢修過程中方便 清理內(nèi)腔結(jié)疤和雜質(zhì)。 (2)、獨(dú)到的閥桿保護(hù)和抗磨損性能 氧化鋁工礦的特性決定了它對(duì)閥門部件的損害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他工礦。由于氧化鋁成分的原因,在流動(dòng)狀態(tài)下氧化鋁溶液對(duì)閥門的沖刷比較嚴(yán)重,特別對(duì)閥門內(nèi) 腔和閥桿、閥瓣的沖刷更強(qiáng)烈,因而對(duì)閥門內(nèi)件的更換更加頻繁。為避免頻繁更換閥門內(nèi)件,減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度,一般對(duì)內(nèi)件做如下處理能起到很好的效果。 I、為提高閥桿表面硬度和耐磨性采取了氮化處理,氮化處理可使閥桿表面硬度達(dá)到1100HV以上,有效地提高了閥桿的抗沖蝕能力與而磨性。 II、填料函采用組合填料,即增加填料的彈性密封度增強(qiáng)了密封效果又使填料本身起到了對(duì)閥桿附著物喬除的作用,延長(zhǎng)閥桿的使用壽命和提升了閥門的靈 敏度。 III、密封面的抗磨損、抗沖刷處理。閥瓣密封面采用了球面線形結(jié)構(gòu),通過超音速噴涂技術(shù)使閥瓣密封面硬度達(dá)到58~68HRC,不僅改善了過去焊接硬質(zhì)合金 容易出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象,且提高了密封材料的韌性,使閥門密封面在高溫下不變形,耐磨性能好,即保證了密封也延長(zhǎng)了閥門的使用周期。 2、主要零件結(jié)設(shè)計(jì) (1)、總體結(jié)構(gòu) 為減少流阻,閥門的整體結(jié)構(gòu)采用Y形結(jié)構(gòu),即閥桿中心線與介質(zhì)流動(dòng)方向成45度夾角,連接形式為法蘭連接;支架為光桿;密封面堆焊硬質(zhì) 合金;閥體采用兩開式、中間夾閥座的形式,為防止介質(zhì)對(duì)體腔內(nèi)的沖刷,在體內(nèi)鑲嵌耐磨圈等。 (2)、具體說明 I、閥體。普通截止閥也有Y形的結(jié)構(gòu),但其閥體是一個(gè)整體,在體內(nèi)加工密封面,這樣,不僅加工、鑄造不方便,而且密封面有損壞現(xiàn)象,維修也很方便。 而直流式Y(jié)形截止式是采用對(duì)開式的閥體形式,即閥體由左、右閥體,中間夾閥座等對(duì)夾而成,兩閥體需用高強(qiáng)度螺柱均勻地堅(jiān)固連成一體,加工工藝性好 ,主要的優(yōu)點(diǎn)是便于維修。如果體腔內(nèi)結(jié)疤嚴(yán)重,可以將連接左、右閥體是螺栓拆開,將體內(nèi)結(jié)疤的內(nèi)件進(jìn)行清洗或修理,若有損壞的零件,也可以及時(shí)更換, 這就避免了由于結(jié)疤嚴(yán)重而使整臺(tái)閥門報(bào)廢所造成的一系列不必要的浪費(fèi)。 此外,粗糙的流道表面,死角都極易結(jié)疤。直通式截止閥為了減少體腔內(nèi)的結(jié)疤現(xiàn)象,并體通道采用較大圓弧成流線型,避免產(chǎn)生死角。就閥門的整體來看 ,介質(zhì)的流線從入口端幾乎為一直線,這不僅減小了流體阻力,而且也防止了顆粒的沉積,減少了結(jié)疤。 II、密封面形式。直流式截止式的閥瓣用球冠形密封面,閥座選用一個(gè)極小平面的錐形密封面。這樣,在閥瓣與閥座密合時(shí)形成一種類似線密封的密 封形式,其密封效果。此外,這種形式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即如果密封面上結(jié)疤,可以利用關(guān)閉閥門時(shí)的關(guān)閉力將結(jié)疤碾碎,從而保證閥門的密封性能。要碾碎 結(jié)疤,密封面就必須具有很高的硬度,而且還要有較好的耐介質(zhì)沖刷的性能,密封面所選材料必須具有以下特點(diǎn):耐沖蝕、耐腐蝕、耐磨損,而且還需要有較高 的硬度,使其足以碾碎結(jié)疤。試驗(yàn)證明,采用超音速噴涂硬質(zhì)合金的密封面,耐蝕、耐磨、耐沖刷效果良好。 III、閥座。采用夾緊式的方法固定在左、右閥體密封部位的止口內(nèi)。這種閥座與閥體的結(jié)合形式,使閥座的拆換具有更大的靈活性,從而解決了*以來用 戶因不能輕易更換破損的閥座,而不得不報(bào)廢整臺(tái)閥門的問題。閥座密封面設(shè)計(jì)成錐面。閥座與左、右、閥體密封部位止口的連接處,分別裝有閥座上墊片和閥 座下墊片,用以形成緊密連接,防止介質(zhì)由此泄漏。墊片材料采用橡膠石棉板夾不銹鋼絲鋼。 IIII、其它部位。閥門在剛剛開啟或關(guān)閉時(shí),體腔及密封面受介質(zhì)的沖刷zui嚴(yán)重,直通式在體腔內(nèi)受沖刷較嚴(yán)重的部位鑲嵌了硬質(zhì)合金鋼圈,提高了 閥體的耐沖刷、耐磨性能,從而大大地提高了閥門的使用壽命,這是閘閥、截止閥所不能比擬的。 閥桿與閥瓣采用壓蓋連接。拆卸閥瓣時(shí),只需在左閥體拆開后,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪將閥桿向下降低,使閥瓣露出右閥體外,即可方便拆卸閥瓣。如果要同時(shí)更 換填料箱內(nèi)的填料,可將支架與右閥體分開,將閥桿移出閥蓋,取下填料壓蓋和填料壓套,便可進(jìn)行更換工作。 此外,直流式截止根據(jù)不同的通徑選用了一個(gè)或兩個(gè)軸承,以達(dá)到啟、閉省力的目的,減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 鑒于氧化鋁生產(chǎn)工況的惡劣條件,通過對(duì)的結(jié)構(gòu)分析,可以看出,直流式截止的結(jié)構(gòu)形式比較適合氧化鋁的生產(chǎn),特別適用于氧化鋁的溶出處 。 3、技術(shù)難點(diǎn) 上海美核要求:高,就是高要求、高難度、高品質(zhì)。閥體可分開式Y(jié)形截止式,由于具有適用范圍廣和便于拆換易損件等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的發(fā)展前途。但也存在一些問題,有待解決。 I、高要求:該閥雖然流體阻力小,但閥瓣啟閉行程大,而且制造、安裝、操作和維修較復(fù)雜,所以僅用于對(duì)流體阻力有嚴(yán)格限制的場(chǎng)合。 II、高難度:考慮減小管道系統(tǒng)壓力的問題,而將閥的通道設(shè)計(jì)成直流型,致使閥桿與管道在同一方向成45度夾角。此結(jié)構(gòu)不便于遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和 安裝。 III、高品質(zhì):左右閥體連接螺栓因結(jié)構(gòu)限制,給高壓閥門的設(shè)計(jì)造成了困難。若只考慮用加大螺栓直徑的方法,而不設(shè)法尋求高強(qiáng)度螺栓材料,勢(shì)必使得比種閥門過于笨重,且造成各種分結(jié)構(gòu)在外觀上不協(xié)調(diào)。 工作原理Js545Y手輪按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),閥桿螺紋上旋,閥瓣密封面與閥座密封面脫開,閥門開啟。手輪按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),閥桿螺紋下旋,閥瓣密封面與閥 座密封面緊密接觸,閥門關(guān)閉,將通道切斷。采用Y形直流式結(jié)構(gòu),閥桿中心線與通道中心線成45度角。Js545Y為強(qiáng)制密封,在閥門關(guān)閉時(shí)必須向閥瓣旋加足夠的力,達(dá)到密封必須比壓以上,才能實(shí)現(xiàn)密封。由于密封力和介質(zhì)壓力是在同一軸線上,當(dāng)介 質(zhì)由閥瓣下部進(jìn)入(低進(jìn)高出)時(shí),由于介質(zhì)壓力與密封力方向相板,閥門關(guān)閉力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開啟力矩,閥桿承受的zui大應(yīng)力為壓應(yīng)力,所以必須具有足夠的強(qiáng)度 和剛性,否則閥桿會(huì)產(chǎn)生撓性變形。開啟時(shí),閥瓣的開啟高度達(dá)到閥門公稱尺寸的25%~30%時(shí),流量即已達(dá)到zui大,即表明閥門已達(dá)到全開位置,所以Y形截止式 的全開位置應(yīng)該按閥瓣的行程來確定。 Js545Y與普通截止閥一樣也是“低進(jìn)高出”時(shí),閥門由全開位置開始關(guān)閉的階段,操作為所需克服的阻力是閥桿和填料的摩擦阻力和介質(zhì)壓力在閥瓣 截面上(軸向)造成的推力,隨著閥瓣的下降,流體在閥瓣前后形成壓 差,阻止閥瓣下降,而且這個(gè)阻力會(huì)隨差閥瓣的下降而迅速增大,隨著閥門*關(guān)閉,閥桿 旋加強(qiáng)制的密封力 ,閥瓣前后壓差達(dá)到介質(zhì)工作壓力的zui大值,此時(shí)閥桿承受zui大關(guān)閉力矩。在閥門開啟過程中,介質(zhì)壓力或閥瓣前后壓差形成的推力與閥門開 啟方向相同,但應(yīng)該指出的是,在開啟瞬間,因?yàn)橐朔芊饷骈g較大的靜摩 擦力矩,此時(shí)的開啟操作力矩有可能還會(huì)超過關(guān)閉力矩。 |
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