雙密封導(dǎo)軌閥性能特點(diǎn)

上海申弘閥門有限公司

     雙密封導(dǎo)軌閥以具有良好的密封性；密封件旋轉(zhuǎn)無摩擦，使用壽命長(經(jīng)合肥通用機(jī)械研究所檢測壽命為28000次)；可實(shí)現(xiàn)在線維修及保養(yǎng)等特點(diǎn)和具有許多獨(dú)到的功能而聞名。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調(diào)節(jié)閥,氣動調(diào)節(jié)閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。圖1是雙密封導(dǎo)軌閥的基本結(jié)構(gòu)原理圖，下面就其結(jié)構(gòu)、工藝和性能特點(diǎn)作以詳細(xì)說明。

                  圖 1  雙密封導(dǎo)軌閥結(jié)構(gòu)圖

1．雙密封導(dǎo)軌閥的密封

雙密封導(dǎo)軌閥的雙密封結(jié)構(gòu)不僅表現(xiàn)在雙閥瓣上，更主要的是每片閥瓣的密封面均同時(shí)具有軟、硬兩種密封形式，硬密封精度不低于四級，這不僅保證了閥門的零泄漏，而且使閥門具備了防火功能。如圖 2所示，圖a為開啟狀態(tài)的軟密封形狀；圖b為關(guān)閉狀態(tài)的軟密封形狀。由圖中可以看出，軟密封（橡膠）鑲嵌在閥瓣的凹槽中，中間突起，兩側(cè)凹陷；這有利于閥門在關(guān)閉過程中軟密封被壓縮，向兩側(cè)凹槽中流動，zui終形成硬密封；其優(yōu)點(diǎn)在于保護(hù)軟密封不被壓傷，同時(shí)保證硬密封的實(shí)現(xiàn)。

    雙密封導(dǎo)軌閥良好的密封性能可以確保泵的穩(wěn)定工作狀態(tài)，避免出現(xiàn)“氣阻斷流"現(xiàn)象，這一點(diǎn)已多次得到用戶的確認(rèn)。

                   圖 2  密封形式

2．軟密封的固定：軟密封采用模壓硫化工藝成型，丁腈橡膠一次硫化，氟化橡膠二次硫

化；鑲嵌牢固，脫落。

3．防外漏設(shè)計(jì)

閥門端蓋與閥體，底

盤與閥體中法蘭之間除了

有O型圈密封外，在接

觸端面之間還增加了柔

性石墨墊片,實(shí)現(xiàn)了雙道密          圖 3  防外漏設(shè)計(jì)

封；閥桿部分除了柔性石          

墨填料以外，在填料壓蓋與閥桿及端蓋配合部分還增加了O型圈密封；泄壓部分及排泄螺塞與閥體部分的連接采用錐管螺紋設(shè)計(jì)，并墊紫銅墊密封。所有這些措施有效地保證了密封的可靠性,杜絕了外漏的發(fā)生(如圖3所示). 

4．具有雙關(guān)斷及泄放功能：

這是一種防止管線中兩種不同的介質(zhì)串、混的隔斷方法。傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)如圖4a所示，用兩個(gè)隔斷閥（閘閥或球閥）隔斷介質(zhì)，在這兩個(gè)隔斷閥之間裝一排泄閥；當(dāng)隔斷閥產(chǎn)生內(nèi)漏，則泄漏的介質(zhì)將通過排泄閥排出，不會通過另一隔斷閥而造成兩種介質(zhì)的摻混。

若采用雙密封導(dǎo)軌閥，則僅需一臺閥就可實(shí)現(xiàn)上述功能，如圖4b所示，雙密封導(dǎo)軌閥底部有一排泄螺塞，當(dāng)閥門關(guān)閉后，取下該螺塞；若有一側(cè)閥瓣產(chǎn)生內(nèi)漏，則漏出的介質(zhì)通過螺塞孔排出，從而避免兩種介質(zhì)摻混現(xiàn)象的發(fā)生。

排泄螺塞還有一個(gè)重要的功能就是排污和排水：當(dāng)介質(zhì)較臟時(shí)，可以定期通過排泄螺塞排出沉淀物；當(dāng)冰凍天氣來臨前，可以通過排泄螺塞排出內(nèi)腔積水，以防凍壞閥門。

圖 4 雙關(guān)斷及泄放功能原理

    5．具有在線維修功能：當(dāng)軟密封因雜質(zhì)等原因損壞或者操縱

器（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）因故出現(xiàn)故障時(shí)，可以不將閥門從管線上拆下而進(jìn)行維修或者更換，整個(gè)過程不超過1個(gè)小時(shí)。

6．具有檢驗(yàn)內(nèi)漏的功能：主密封是否能保證零泄漏，可以通過“泄壓系統(tǒng)"的針形閥1來得到檢測，詳見“7.內(nèi)腔泄壓功能"。

7．具有中腔泄壓功能：API 6D規(guī)范規(guī)定“對于所有雙密封的閥門，當(dāng)在液體介質(zhì)中使用時(shí)，必須具有壓差泄放功能"，泄放的壓差是因環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的。雙密封閥門在常閉狀態(tài)下，中腔壓力會因溫度的升高而快速的增加；如果不及時(shí)泄掉該壓差，將對閥門的操作產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)浟验y體。

手動操作的雙密封導(dǎo)軌閥通常有兩種泄壓系統(tǒng)供選擇：

• 手動泄壓系統(tǒng)：通常為一安裝在端蓋上的針形閥，見圖1。當(dāng)介質(zhì)為可以少量向大氣中排泄的液體時(shí)，一般配帶此種泄壓系統(tǒng)。當(dāng)閥門將處于常閉狀態(tài)時(shí)，在閥門關(guān)閉后，打開針形閥（此時(shí)，還可檢驗(yàn)閥門是否有內(nèi)漏）；在閥門重新開啟前，記住關(guān)閉針形閥。
• 差熱式泄壓系統(tǒng)：是一帶有單向閥的管路系統(tǒng)，如圖5所示。

圖中針形閥1、三通1、

單向閥1、三通2、針

形閥3構(gòu)成差熱式泄壓

系統(tǒng)；針形閥1常閉，

針形閥3常開。當(dāng)介質(zhì)

為不可以向大氣中排泄

的液體時(shí)，需配此種泄

壓系統(tǒng)，一般是向上游

管道中泄壓（有介質(zhì)一

側(cè)）。該種泄壓系統(tǒng)不需

人為控制，只有當(dāng)需要

檢測內(nèi)漏時(shí)，才手動打    圖 5 差熱式泄壓及管線減壓綜合圖

開針形閥1。           

需要指出的是，泄壓系統(tǒng)中的針形閥、單向閥的設(shè)計(jì)要求極為嚴(yán)格，亦必須有軟、硬兩種密封形式，確保安裝零泄漏。

     泄壓系統(tǒng)的配置一般由制造廠依據(jù)使用介質(zhì)及使用環(huán)境按標(biāo)準(zhǔn)確定，用戶可以提出要求，但不得違反標(biāo)準(zhǔn)。

8．閥門的操作機(jī)構(gòu)及自鎖性

    閥門操作機(jī)構(gòu)采用*的“L"型槽結(jié)構(gòu)（如圖 6a所示），將閥芯的軸向直線移動和90°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動分開，使閥門操作靈活、輕便。

圖中A→B為直線移動部分，槽起導(dǎo)向作用；B→C為90°旋轉(zhuǎn)部分，C點(diǎn)為限位點(diǎn)；對于手輪操縱的閥門，在C點(diǎn)處有一凹孔，該凹孔與限位軸部分（見圖 1）的擋銷配合以增加閥門的自鎖性；對于蝸輪蝸桿驅(qū)動的閥門由于驅(qū)動機(jī)構(gòu)本身具有良好的自鎖性，因而限位軸部分無擋銷，另外，對于該種結(jié)構(gòu)的閥門，考慮到減少手輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，通常軸套與主軸配合的梯形螺紋采用4~8個(gè)頭（依規(guī)格而定）。

圖 6 導(dǎo)向槽設(shè)計(jì)

特別指出一點(diǎn)：目前市場上出現(xiàn)的同類閥門中，導(dǎo)向槽的設(shè)計(jì)有如圖6b所示的形狀，該形狀在軸套圓柱面上近似為“S"型螺旋線，其動作原理為A→B是閥芯的初始直線運(yùn)動段；B→C的過程中，閥芯既作直線運(yùn)動，又作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，導(dǎo)向銷需承受更大的剪切力，對其強(qiáng)度有更高的要求；同時(shí)，閥芯需設(shè)計(jì)較大的行程，否則，易造成軟密封與閥體內(nèi)壁的摩擦，增大操作力。雙密封導(dǎo)軌閥聲明“不采用S型螺旋線結(jié)構(gòu)"。

9．具有準(zhǔn)確直觀的狀態(tài)指示器：如圖1所示“1.指示標(biāo)記牌"，當(dāng)指示標(biāo)記牌與管線軸向平行時(shí)，指示閥門處于開啟狀態(tài)；當(dāng)與軸向垂直時(shí)，指示閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。

10．安裝：雙密封導(dǎo)軌閥的安裝不受空間方向限制，可以水平、直立或其它方向安裝。

我公司產(chǎn)品*之處：

• 選材：操縱器主軸通常采用經(jīng)過處理的不銹鋼(2Cr13)軸套采用合金鋼，并經(jīng)滲氮處理，以保證長壽命，其他如銷軸等也是經(jīng)過特殊處理。
• 鑄造廠家：我公司對鑄件廠家的審查非常嚴(yán)格，其中主要部件的配套廠家如安徽霍山應(yīng)流集團(tuán)、寧波勤縣至誠精密廠均是通過ISO9001認(rèn)證并向國外出口鑄件的專業(yè)鑄造廠質(zhì)量非常過得硬。
• 鑄造工藝：材料選質(zhì)嚴(yán)格按API6D的要求進(jìn)行，通常公稱通徑DN50、DN80、DN100的閥體均采用精密鑄造成型；DN150、DN200、DN250的閥體均采用*樹脂砂鑄造工藝成型；
• *整體閥芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：我公司的產(chǎn)品閥芯與耳軸（閥桿）的結(jié)構(gòu)是一體的（見圖 1），上、下耳軸與端蓋、底盤的配合部位有滑動軸承（DN≥500的雙密封導(dǎo)軌閥用滾動軸承）。采用該種結(jié)構(gòu)不僅可以減小摩擦阻力，而且便于實(shí)現(xiàn)精加工，以保證高的精度要求；如果該部分的配合精度低，則軟密封的旋轉(zhuǎn)間隙難以得到保證。
• 關(guān)鍵部位的特別工藝處理：我公司的產(chǎn)品不僅對閥體的內(nèi)腔精磨后鍍耐磨鉻；而且增加了閥芯桿精磨后將閥芯的表面整體化學(xué)鍍鎳處理。進(jìn)行處理的目的是增加其抗介質(zhì)的化學(xué)腐蝕及沖刷腐蝕的能力，提升了導(dǎo)軌之間在頻繁的開啟關(guān)閉過程中的抗擦傷能力。以適應(yīng)長壽命的要求。除非定貨合同中規(guī)定不需鍍鉻（鎳），否則該處理為常規(guī)要求。
• 長壽命：我公司的產(chǎn)品經(jīng)過國內(nèi)機(jī)構(gòu)的鑒定，壽命為國內(nèi)同類雙密封閥中壽命zui長（達(dá)28000次）。

由于雙密封閥國內(nèi)尚無專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們在國內(nèi)相關(guān)閥門專家的幫助下，編寫了要求較高，且比較完整的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。且近期已與國內(nèi)閥門標(biāo)準(zhǔn)的歸口管理單位合肥通用機(jī)械所達(dá)成議向。我公司將作為標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位參與標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。

目前，*稿已經(jīng)送審。

• 取得資質(zhì)銷售業(yè)績zui多的雙密封閥:（見資質(zhì)證明及業(yè)績表）
• 應(yīng)用環(huán)境zui多的廠家:

目前，我公司閥門從實(shí)際使用的氣候條件來看，北到黑龍江省的大慶，南至廣東湛江及海南，東至秦皇島*山洞油庫。

• 生產(chǎn)能力zui強(qiáng)：

目前從開發(fā)口徑上zui大已能生產(chǎn)DN500的大口徑雙密封閥（如燕山石化油庫儲運(yùn)系統(tǒng)場合）。操作形式已有手輪、蝸輪蝸桿、氣動、電動各品種閥門，應(yīng)用介質(zhì)已包含原油、汽柴油、酒精、天然氣、酸堿等多種介質(zhì)。

• *的導(dǎo)軌斜角設(shè)計(jì)：

閥芯、閥瓣的燕尾導(dǎo)軌采用美國將軍閥標(biāo)準(zhǔn)的4°斜角，而非7°斜角或更大的斜角，這樣設(shè)計(jì)可以使產(chǎn)品體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)更加緊湊。

• 特別的管線減壓功能：

我公司在長期為油庫儲運(yùn)服務(wù)過程中，在相關(guān)專家的指導(dǎo)下，成功地將原來油庫龐大的減壓系統(tǒng)、精巧地實(shí)現(xiàn)于我公司的雙密封導(dǎo)軌閥上，這是其他廠家日常所不具有的。

“管線減壓"是儲罐區(qū)管匯設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問題，即當(dāng)儲罐根部閥關(guān)閉后，管網(wǎng)中仍然充滿介質(zhì)；隨著環(huán)境溫度的升高，管網(wǎng)中介質(zhì)的壓力會迅速增大；當(dāng)溫差變化較大時(shí)，增加的壓力會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過管線的承受能力，造成管線的破壞；因此，需要及時(shí)為管線減壓。

             圖 7  管線減壓原理圖

通常的管線減壓設(shè)計(jì)如圖7a所示，在主切斷閥的上、下游之間連接管線減壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常由兩個(gè)截?cái)囝愰y（閘閥、球閥或截止閥）及這兩個(gè)截?cái)嚅y之間的一單向閥組成。該套系統(tǒng)不僅成本大，而且占用空間，不方便現(xiàn)場管理。

我公司專門設(shè)計(jì)的雙密封導(dǎo)軌閥的管線減壓系統(tǒng)就是為簡化傳統(tǒng)方法而設(shè)計(jì)的。如圖6所示，圖中針形閥2、單向閥2、三通2、針形閥3構(gòu)成管線減壓系統(tǒng)；針形閥2、針形閥3常開，或根據(jù)要求控制開閉狀態(tài)。                   

主切斷閥如果選用我公司設(shè)計(jì)制造的雙密封導(dǎo)軌閥，則設(shè)計(jì)原理如圖7b所示，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于管理。配此系統(tǒng)需根據(jù)使用位置在合同中規(guī)定，常規(guī)閥門不配此系統(tǒng)。與本文相關(guān)的論文有：礦山電動插板閥