太原魏泉空气净化器有限公司创新填补石化领域国内空白 — 斜盘式止回阀

2019-07-01 浏览量：2173

        止回阀的撞击、水锤现象经常发生，当阀门关闭时，由于在介质倒流之前，阀门的阀瓣没有到达关闭位置而造成撞击；当阀门开启时，由于阀瓣摆弧过大，加速行程长，也会造成撞击阀体。斜盘式止回阀有效克服了旋启式止回阀、升降式止回阀在此工况下产生的撞击、水击现象，实现无撞击操作。由于阀瓣的运行距离很短，因此能够迅速到达阀座位置、从而最大限度减小撞击现象，并且动作平缓，有效的实现其密封和动作功能。斜盘式止回阀适用于防止水平或垂直管路上的流体倒流，在垂直管路或水平到垂直之间的任何倾斜角度的管路上。

CL600 - 28" 36" 用于乙烯装置A级管线

       斜盘式止回阀研发背景
       目前，我国阀门行业在产业结构，阀门工业的产业链以及行业的专业化程度上均与国外企业存在着较大的差距，今后一段时间内，产品技术将成为我国阀门行业革新的要点。加快淘汰效率低，能耗大的产品，调整产业结构，促进新技术，新产品的开发和推广应用，已经成为阀门行业的向前迈进的关键动力。太原魏泉空气净化器有限公司一直坚持走创新之路，改良之路。不断对产品进行结构调整，加大新产品的的研发和投入力度。通过更一步的设计改良和精密的制造，太原魏泉空气净化器有限公司自主研发、制造的斜盘式止回阀在石化领域填补国内空白，发挥重要的作用。

       产品设计参数
       中文名：斜盘式止回阀
       产品设计：ASME B16.34  GB/T12224
       结构长度：ASME B16.10  GB/T12221
       检验和试验：API 598  GB/T 13927
       法兰尺寸：ASME B16.5  GB/ HG/ SH
       对焊尺寸：ASME B16.25 
       材质：WC6
       压力等级：Class 150、300、600 、900、1500、2500
                PN 2.0 、5.0、10.0、15.0、25.0、42.0 MPa

       工作原理目的
       斜盘式止回阀的主要零件包括阀体、阀座和阀瓣。阀体构成阀腔和一个进口一个出口，阀座设在进口和阀腔连通处，其特征在于：阀瓣组件通过枢轴进行钟摆式运动，且该枢轴孔位于整个阀瓣组件重心上方；枢轴位于阀瓣组件一侧，偏离阀体、阀座平面。密封形式为球面密封，阀座和阀瓣结合和分离期间都不会出现摩擦或者滑动接触。阀座、阀瓣和枢轴构成一个总体，固定在阀体进口侧，通过这种结构实现其密封和动作特性，达到无撞击、无噪声工作。微弹性金属阀座，密封性能好。球面阀瓣设计，开关迅速、灵敏，使用寿命长。斜盘式止回阀结构使流体通道呈流线型，流阻小，有节能效果。

       主要特点介绍
       斜盘式止回阀是止回阀中的一种新型结构型式，其主要特点有：
       1. 和旋启式止回阀进行对比，旋启式止回阀采用的是平面密封，它需要一些附属零部件（如摇杆、叉子）才能实现它的密封要求，而斜瓣倾斜式止回阀采用的是球面密封。其阀座密封面的宽度要比阀瓣的宽，这样的结构形式有利于阀瓣在过程中的导向，同时，有利于密封面之间的吻合，大大增加了密封的可靠性。而旋启式止回阀的平面密封恰恰相反，由于球面密封在轴向力作用下的比压通常要比平面密封大，因此这种阀门在密封性能上要比旋启式止回阀所采用的平面密封好。阀座和阀瓣的结合或分离期间都不会出现摩擦或滑动接触。圆锥形阀座与流向具有一定的角度，能够自动调整阀瓣密封位置，在没有介质压力的情况下能够始终紧密关闭。甚至在垂直（流向向上）管道上，这种阀门也具有特别紧密的关闭特性。
       2. 绕轴旋转的阀瓣的重心距离轴心较短，因此这种短弧的钟摆效应也比较小，阀瓣在启闭过程中，回转半径短，摆幅减小，能有效降低阀瓣及阀座所受到的冲击和振动，防止水锤现象的发生：在出现逆流时利用重力原理迅速关闭阀瓣。由于阀瓣的运行距离很短，因此能够迅速到达阀座密封位置，从而最大限度的减小了撞击现象，并且动作平缓，具有跟高的效率。噪音低，介质的波动也小，达到了静音式无冲击效果。
       3.阀瓣可以开启至水平位置，开度大则流通能力强，流体阻力小，水锤消除明显，借助于介质的作用力及阀瓣的特殊设计，阀门全开时，阀瓣可以开至水平位置，大大增加了流道的截面积，保证了介质的充分流通，确保了整个管线的流通能力。
       4.满足水平安装和垂直位置安装（流向向上）。

       设计和制造的重点、难点
       4-1、与设计其他阀门一样，要进行基本的设计计算密封比压、壳体强度、法兰强度、螺栓强度等。设计时要先确定内部部件的尺寸和位置，再确定阀体尺寸，最后定模，模具开模后进行模具测量，进一步确认尺寸，交由铸造厂进行试制。在保证密封性能和其他功能的前提下，对试制样机进行功能性验证。
       4-2、要实现阀瓣和阀座之间的良好密封性能，必须保证阀瓣重心位于阀瓣在关闭时销轴（回转轴）垂线的一侧，即远离密封面的一侧，只有这样阀瓣才能在自重的作用下达到密封效果，因此，阀瓣的重心设计就成为了该阀门的核心设计部件。
为了实现这样的目的，我们在整个设计过程中对每台阀门的阀瓣设计都采用了三维软件进行了辅助设计，这样我们就可以确定阀瓣的重心位置，同时通过权衡阀瓣的重量，实现阀瓣的重心位置变动。对阀瓣的配重我们采用模具加注配重板，然后在金工过程中微调。同时，考虑到介质力的作用，阀瓣的开启比较方便，根据流体力学理论，配重板的形状采用等同于密封瓣式的圆形，配重板和密封瓣间存在镂空，这样有利于介质力“托起”阀瓣，同时，也便于介质的流通。
       4-3、 阀瓣旋转轴心的选择，要从三方面考虑;
       a、要保证流道的通畅，最大限度的减小压降，避免摆幅过大。
       b、保证装配的几何尺寸的前提下，结构紧凑。
       c、保证密封性能，阀瓣轴承和阀体销轴孔要进行统一加工，保证轴向一致。
      d、阀座和阀瓣密封面的硬度、耐磨性要满足寿命要求。
      e、保证密封面的形位公差和光洁度，增强阀瓣和阀座反吻合度。
      4-4、销轴孔与阀瓣的径向和轴向间隙要适中，既要避免间隙过大导致无法定位，启闭件抖动过大的现象，也要避免间隙太小导致阀瓣无法自动调整密封位置。