柱塞閥的分類與結構特點

2020-05-03 真空技術網整理 閥門手冊

   柱塞閥根據密封材料可分為金屬密封和非金屬密封柱塞閥。按照結構可分為閥瓣平衡式和閥瓣非平衡式兩大類,而閥瓣非平衡式又分為直通式柱塞閥、三通柱塞閥、角式柱塞閥、直流式柱塞閥、Z形流道式柱塞閥,閥瓣平衡式分為直流式閥瓣平衡柱塞閥和角式閥瓣平衡柱塞閥。+

   由于金屬密封柱塞閥在市場上用量并不是很大,加之國內制造金屬密封柱塞閥廠家很少,因此本章對金屬密封柱塞閥只做概括性介紹。

一、金屬密封柱塞閥

   金屬密封柱塞閥(圖1)的密封副由精密磨削及拋光處理后的柱塞和在堆焊后的硬閥座面組成。柱塞經粗加工后分別進行滲碳、高頻淬火及滲氮等熱處理,硬度可高達58~64HRC。

金屬密封柱塞閥

圖1 金屬密封柱塞閥

二、非金屬密封柱塞閥

   非金屬密封柱塞閥(圖2)的密封副由上下兩個軟密封圈和柱塞組成,當柱塞塞入密封圈內孔時,通過由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周圍的密封圈壓緊,從而保證了密封,當閥門開啟抽出柱塞時,密封圈的材料在彈性的作用下恢復原始狀態。柱塞經精密磨削及拋光處理后與閥桿相連接。密封圈采用新型無毒非金屬材料,具有耐壓、耐磨及自潤滑的功能,密封性能好,使用壽命長。

非金屬密封柱塞閥

圖2 非金屬密封柱塞閥

  非金屬密封柱塞閥性能特點如下。

  1、密封性好

   柱塞閥的密封副由一個不銹鋼柱塞、上下兩只富有彈性的密封圈及能保持上下密封圈固定距離的金屬支撐環組成。柱塞像瓶塞一樣,插在兩只密封圈中。閥體與密封圈、柱塞與密封圈之間的密封力由連接閥體與閥蓋的緊固件提供,使它們彼此保持緊密貼合,形成瓶塞效應。

   柱塞閥中柱塞和密封圈的接觸面是圓柱形表面,其密封面面積大。又因柱塞閥中使用的密封圈具有回彈性好、強度高、熱膨脹系數小、自潤滑性好等優點,使柱塞閥的密封性能大大提高。

   另外,柱塞閥在工作過程中,柱塞在上密封圈之中,柱塞的上、下往復運動由上密封圈給予導向,保證了密封面受力均勻,工作穩定,不會因為操作者使用不當損傷密封面而造成泄漏。

  2、耐磨損

   關閉柱塞閥時,閥桿帶動柱塞插入密封環,如同將瓶塞塞入瓶口一樣。無論施加多大的力量旋動手輪,都不會影響柱塞與密封圈之間的密封力,它們之間仍然保持著裝配時預緊的程度,亦即其工作表面不受外界因素影響,啟閉柱塞閥時,柱塞在密封圈中只做緩慢移動,柱塞與密封圈的接觸面幾乎不磨損。

   流體中的細微雜質不會傷害柱塞閥。當關閉閥門時,柱塞進入密封環中,會將附于密封環內表面的流體中的懸浮微粒刮去。

  3、拆裝、維修方便

   柱塞閥的閥體與閥蓋之間留有一定的調整間隙,一旦當密封圈磨損,與柱塞配合表面產生間隙而引起泄漏時,只需將閥門處于關閉狀態,然后稍微擰緊閥蓋上的螺母,使密封圈再次壓縮變形,重新緊緊“抱住”柱塞外配合表面,即可繼續使用。直至調整間隙為零時,再換密封圈,這可大大減少維修時間和工作量。

   柱塞閥由于密封圈與閥體、柱塞的材質不同,熱膨脹系數不一,故在冷熱交替的部位會造成瞬時泄漏,但是總的看來,柱塞閥啟閉靈活,密封效果好,同時維修拆裝方便,在實際生產中還是很適用的。

  4、啟閉輕便,操作靈活

   柱塞閥所選用的密封圈材料具有熱膨脹系數小、自潤滑性好、強度高、摩擦因數小、耐酸堿、不易老化等優點,加上密封部件接觸表面粗糙度等級較高,所以柱塞閥的關閉力只要略大于介質壓力即可,因而柱塞閥啟閉輕便,操作靈活。

三、直通式柱塞閥

  直通式柱塞閥(圖3)分非金屬密封、金屬密封兩類。直通式柱塞閥的特點類似于直通式截止閥。

直通式柱塞閥

圖3 直通式柱塞閥

 1—閥體;2—下密封環;3—導向套;4—柱塞; 5—上密封環;6—閥桿;7—閥蓋;8—閥桿螺母; 9—手輪

四、 角式柱塞閥

   角式柱塞閥(圖4)與直通式柱塞閥的工作原理完全相同,只不過是安裝在管線中的位置不同,因而石油、化工、化肥、制藥等長輸管線中有不少的拐角轉彎處,而角式柱塞閥恰好裝在這個部位,這樣不但減少了接管彎頭,而且安裝方便,省工省時。

角式柱塞閥

圖4 角式柱塞閥

 1—閥體;2—下密封環;3—導向套;4—柱塞; 5—上密封環;6—閥桿;7—閥蓋; 8—閥桿螺母;9—手輪

五、 直流式柱塞閥

  直流式柱塞閥(圖5)的優點是介質在內部平穩轉彎拐角少。直通式通道為流線型,流阻系數小。

直流式柱塞閥

圖5 直流式柱塞閥

 1—閥體;2—下密封環;3—導向套; 4—柱塞;5—上密封環;6—閥桿; 7—閥蓋;8—閥桿螺母;9—手輪

六、壓力平衡式直通柱塞閥

   壓力平衡式直通柱塞閥(圖6)的柱塞為空心,上下腔有通孔,這樣就可以使柱塞上、下腔壓力平衡,以便減小閥門特別是大型閥門在高壓介質時的操作力矩。和其他的柱塞閥相比,閥桿要有上密封和填料密封。

壓力平衡式柱塞閥

圖6 壓力平衡式柱塞閥

 1—閥體;2—柱塞;3—導向套; 4—密封環;5—閥桿;6—閥蓋; 7—填料;8—閥桿螺母;9—手輪

七、 暗桿柱塞閥

   普通柱塞閥使用在石油、化工、化肥等管線系統中時,絕大部分時間是在室外使用,而往往又是常處于開啟位置,這樣相當長的一段帶梯形螺紋的閥桿裸露在外邊,容易被風沙侵蝕,進而損壞,而暗桿柱塞閥閥桿的梯形螺紋處于閥腔內,有效地保護了閥桿的傳動梯形螺紋,并且還不增加閥門的高度,安裝于操作空間有限的地方極為有利。