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静音无油空压机截止阀和闸阀的选用

静音无油空压机截止阀和闸阀的选用


静音无油空压机的气、水、控制采用了多种阀门,气管路、水管路、油管路的开启和关闭多应用截止阀和闸阀来实现。长期以来设计院、用户、压缩机生产厂由于观念不同,认识上存在着差异,对选用截止阀和闸阀在技术协议中会做出不同的规定。有的要求用截止阀,有的要求用闸阀。本文拟对截止阀和闸阀的性能特点及各自的优缺点加以简单的介绍说明。以其使设计院、用户、生产厂达成共识、合理、正确的选用截止阀和闸阀。使压缩机用户能方便、快捷、安全、可靠的操作使用截止阀和闸阀,减少这类阀门的操作维修工作量,延长阀门的使用寿命,以利于压缩机的长期安全运转。
一、静音无油空压机截止阀的特性
静音无油空压机截止阀是指关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式,阀座通道口的变化与阀瓣行程成正比例关系。由于这类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短,而且具有非常可靠的切断功能,非常适合于对流量的调节。因此,这种类型的阀门非常适合作为切断或调节及节流作用的管路系统上。
静音无油空压机截止阀的特点是阀瓣一旦从关闭位置移开,它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触,因而它的密封面机械磨损很小,故其密封面的密封性能很好。缺点是密封面可能会夹住流动介质中的颗粒。但是,如果把阀瓣做成球形,这个问题也就迎刃而解了。也就是说截止阀这个缺点是很好解决的。由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换,而且在修理或更换密封原件时无需把整个阀门从管线上拆卸下来,这在阀门和管线焊成一体的场合是非常实用的。
由于介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化,因此截止阀的流阻也较高于大多数其他类型的阀门。然而,根据阀体的结构和阀杆相对于进出通道的布局,这种状况是可以改善的。同时,由于截止阀阀瓣开与关之间行程小,密封面又能承受多次启闭,因此它很适用于需要频繁开关的场合。
静音无油空压机截止阀可用于大部分介质流程系统中。现在的截止阀已研制出满足石化、电力、冶金、化工等部门各种用途的多种形式的截止阀。
静音无油空压机截止阀的使用极为普遍,但由于开启和关闭力矩较大,结构长度较长,通常公称直径都限制在250mm以下,也有公称通径到400mm的,但选用时需特别注意进出方向。一般来说公称通径150mm以下的截止阀大都从阀瓣的下方流入,而公称通径250mm以上的截止阀介质大都从阀瓣的上方流入,这是考虑到阀门的关闭力矩所致。为了减少开启和关闭的力矩,一般公称通径200mm以上的截止阀都设内旁通或外旁通阀门。
1、静音无油空压机截止阀最明显的优点
(1)在开启和关闭过程中,由于阀瓣与阀体密封面间的摩擦力比闸阀小,因而耐磨,使用寿命长。
(2)开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4,因此比闸阀小的多。
(3)通常截止阀在阀体和阀瓣上只有一个密封面,因而制造工艺性比较好,也方便维修。
2、静音无油空压机截止阀的缺点
由于结构的原因,截止阀的流阻系数比较大,因此造成较大的压力损失,特别是在液体管路中这种损失尤为明显。
3、静音无油空压机截止阀的选用原则
截止阀是应用最广的阀类之一,随着球阀和蝶阀的发展,截止阀的应用场合被取代了一部分。但从截止阀本身的结构特点来看,球阀和蝶阀是不能取代截止阀的,选用截止阀的原则是:
(1)高温、高压介质的管路装置上宜选用截止阀。如火电厂、核电站、石油、化工系统的高温、高压管路上选用截止阀为宜。
(2)管路上对流阻要求不严的管路,也就是对压力损失考虑不大的地方。
(3)小型阀门可选用截止阀。如针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。
(4)有流量调节或压力调节,但对调节精度要求不高,尤其是管路直径较小,如公称通径≤50mm的管路上,宜选用截止阀或节流阀。
(5)合成工艺中的小化肥和大化肥,宜选用压力PN160(公称压力16MPa)或PN320(公称压力32MPa)的高压角式截止阀或高压角式调节阀。
(6)氧化铝拜尔法生产中的脱硅车间,易结焦的管路上,宜选用阀体分开式,阀瓣可取出,硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。
(7)城市建设中的供水、供热工程上,公称通径较小的管路,可选用截止阀、平衡阀或柱塞阀,例如公称通径小于150mm的管路上。
二、静音无油空压机闸阀的特性
在各类阀门中,闸阀是应用最广泛的一种。
闸阀是指关闭件(闸板)沿通道轴线的垂直方向移动的阀门,在管路上主要作为切断介质用,即全开或全关使用。一般来说,闸阀不可作为调节流量使用。闸阀可以适用低温低压也可以适用于高温高压,并可根据阀门的不同材质用于各种不同的介质。
1、静音无油空压机闸阀具有如下优点:
(1)流体阻力小。
(2)启闭所需力矩较小。
(3)可以使用在介质向两方向流动的环网管路上,也就是说介质的流动方向不受限制。
(4)全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。
(5)形体结构比较简单,制造工艺性较好。
(6)结构长度比较短。
2、闸阀亦有一些缺点,主要是:
(1)外形尺寸和开启高度都较大,所需安装空间亦较大。
(2)在启闭过程中,密封面间有相对摩擦,磨损较大,甚至在高温时容易引起擦伤现象。
(3)一般闸阀都有两个密封副,给加工、研磨和维修增加了一些困难。
(4)静音无油空压机启闭时间长。
闸阀有各种不同的结构形式,根据结构特点最常见的闸阀形式分为平板闸阀和楔式闸阀两大类。
3、静音无油空压机平板闸阀
静音无油空压机平板闸阀是一种关闭件为平行闸板的滑动阀。其关闭件可以是单阀板或是其间带有撑开机构的双闸板。闸板向阀座的压紧力是由作用于浮动阀板或浮动阀座的介质压力来控制的。如果是双闸板平板闸阀,则两闸阀间的撑开机构可以补充这一压紧力。平板闸阀的优点是流阻小,不缩口的结构使其流阻与短直管的流阻相仿。带导流孔的平板闸阀安装在管路上还可以直接用清管器进行清管。由于闸板是在两阀座面上滑动,因此平板闸阀也能适用带悬浮颗粒的介质,平板闸阀的密封面是自动定位的,阀座密封面不会受到阀体热变形的损坏。而且即使阀门在冷状态下关闭,阀杆的热伸长也不会使密封面受到过载。同时当阀门关闭时,无导流孔的平板闸阀亦不要求闸板关闭的位置有较高的精度,因此电动平板闸阀可用行程来控制启闭位置。
静音无油空压机平板闸阀的缺点是当介质压力低时,金属密封面的密封力不足以达到满意的密封。相反,当介质压力高时,如果密封面不用系统介质或外来介质润滑时,经常启闭就可能使密封面磨损过大。另一个不足是,在圆形流通上横向运动的圆形闸板只有当它处在阀门关闭位置的50%时,这种阀门对流量的控制才较敏感。而且,闸板在切断高速和高密度介质流时,会产生剧烈振动。
平板闸阀根据其结构的不同,又可分为刀形平板闸阀、双向板无导流孔平板闸阀、单闸板无导流孔平板闸阀、双向板有导流孔平板闸阀、单闸板有导流孔平板闸阀、单闸板旋转杆有导流孔平板闸阀等。
4、静音无油空压机平板闸阀的选用原则
(1)石油、天然气输送管线,选用单闸板或双闸板的平板闸阀。如果清扫管线时,应选用单闸板或双闸板带导流孔的明杆平板闸阀。
(2)成品油的输送管线和贮存设备,应选用无导流孔的单闸板或双闸板的平板闸阀。
(3)石油、天然气的开采井口设备装置,选用暗杆浮动阀座带导流孔的单闸板或双闸板的平板闸阀。大多都采用API6A标准。
(4)带有悬浮颗粒介质的管道,选用刀型平板闸阀。
(5)城市煤气输送管线,选用单闸板或双闸板软密封明杆平板闸阀。
(6)城市自来水工程,选用单闸板或双闸板无导流孔明杆平板闸阀。
5、静音无油空压机楔式闸阀
静音无油空压机楔式闸阀的关闭件闸板是楔形的,使用楔形的目的是为了提高辅助的密封载荷,以使金属密封的楔式闸阀既能保证高的介质压力密封,也能对低的介质压力进行密封。这样,金属密封的楔式闸阀所能达到的潜在密封程度就比普通的金属密封平板闸阀高。但是,金属密封的楔式闸阀由楔入作用所产生的进口端密封载荷往往不足以达到进口端密封。
楔式闸阀的阀体上设有导向机构,可防止闸板在开启或关闭时旋转,从而保证密封面相应对准,并使闸板在未达到关闭位置之前不与阀座摩擦,从而减少密封面的磨损。
楔式闸阀存在的缺点是不能像带导流孔的平板闸阀那样能设置导流孔,且阀杆的热膨胀也会使密封面过载,而且楔式闸阀的密封面比平板闸阀更容易夹杂流动介质所带的固体颗粒。只有应用橡胶密封的楔式闸阀才能对微小颗粒的介质进行密封。和平板闸阀一样,楔式闸阀也不适用于进行节流,主要用于开关次数较少的场合。
与平板闸阀相比较,楔式闸阀使用的电动驱动装置较为复杂,因为电动驱动装置限制的不是行程,而是转矩。楔式闸阀必须有足够大的关闭力矩才能在阀门关闭时,使闸板楔入阀座达到密封。为了能在全压差下开启,并允许因阀门的零部件热膨胀而增加的启闭力矩,驱动装置必须有足够的力矩裕量。
楔式闸阀根据结构材质特点,可分为锻钢螺栓连接阀盖明杆闸阀、锻钢螺纹焊接连接明杆闸阀、短杆螺栓连接阀盖暗杆闸阀、锻钢螺纹焊接连接暗杆闸阀、铸钢明杆单阀板闸阀、铸钢明杆楔式双闸板角阀、铸钢明杆楔式单角板自压密封阀盖闸阀、铸钢制成铁制暗杆楔式单闸板闸阀、软密封闸阀、低温明杆楔式单闸板闸阀等。
6、静音无油空压机楔式闸阀的选用原则
楔式闸阀一般用在对阀门的外形尺寸没有严格要求,而且使用条件又比较苛刻的场合。如高温高压的工作介质,要求关闭条件要保证长期密封的情况等。
(1)对阀门流体特性的要求。流阻小,流通能力强,流量特性好,密封要求严的工况选用楔式闸阀。
(2)高温高压介质,如高压蒸汽、高温高压油品。
(3)低温(深冷)介质。如液氮、液氢、液氧等介质。
(4)低压大口径。如自来水工程、污水处理工程。
(5)安装位置:当高度受限制时用暗杆楔式闸阀,当安装高度不受限制使用明杆楔式闸阀。
(6)只能做开启、关闭用,不能作调节或节流用的场合,才能选用楔式闸阀。
(7)在开启和关闭频率较低的场合下,宜选用楔式闸阀。
三、结论
综上所述,我们可以得出这样的结论:
在静音无油空压机管路系统中,开启和关闭的控制阀门全部要求采用截止阀或全部采用闸阀的做法是不正确的。应根据介质特性,控制和操作的要求区别对待,选用不同形式的截止阀和闸阀。
例如,气管路中,进气总管和排气总管所用阀门宜选用闸阀。当气体介质很洁净时,最好选用楔式闸阀,而当输送的气体介质较脏时,宜选用刀形平板闸阀,因总管的开闭频率不是很高,而且气体要求流阻小,密封严。值得提醒的是,当压缩机进行负荷试车时,应在排气总管处临时安装一个同压力档的相同通径的截止阀,这样才能保证负荷试车的顺利进行。而其他的气体旁通管路,如一回一、二回一的管路就应选用截止阀,因这些管路有气量调节功能的要求,只有截止阀才能满足要求,闸阀是没有调节功能的,只能是全开和全闭。
冷却水管路的总进水、总排水宜选用闸阀,水质好的可选用楔式闸阀,水质不好的宜选用平板闸阀,而冷却水各分管路宜选用截止阀,因为这些分管路要求有水量调节功能的阀门,用截止阀才能调节水量的多少,达到控制水温的目的。


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