一、概述
FLU45F下展式柱塞放料阀,是阀门倒装或侧面装于罐上及管道上,其柱塞部位法兰面朝上。通过手轮顺时针带动阀杆及柱塞锥斜面与底部法兰斜面慢慢地接近,使切断罐内介质排放。FLU45F下展式柱塞放料阀主要用于反应釜底部起到排料作用。其工作原理跟普通放料阀差不多,但是密封要求高于普通放料阀。在下展放料阀和柱塞阀的基础上改进阀瓣为柱塞式锥形,并去除密封盘圈,由柱塞式锥形与法兰斜面密封形成锥度密封。密封面耐磨损、耐紧压、耐蚀,密封性能好,寿命长。本阀改短行程为长行程原理密封设计,其密封方位于上展式相反,又于柱塞式很相像。阀体为喇叭形一头大一头小结构便于釜底排料,如此外观简单、美观。此阀在化工、石油、冶金、制药、农药、染料、食品加工等行业广泛使用。各种操作方式:例如手 动、气动(弹簧复位式,双作用式、带手轮和不带手轮),电动,液动,齿轮等。本阀严禁使用含氟离子液体(如HF等)也不能用强碱及磷酸(温度>150oC,浓 度>30%)。此阀设计原是主要用于粘性强、密封性能高的管线上使用。
二、结构特点及工作原理
FLU45F下展式柱塞放料阀主要由阀体、上盖、手轮、阀杆、柱塞式锥形、法兰等零件组成。 阀体采用蜡模成形或焊接,根据客户使用介质的不同,可用不同的金属材料。比如: 不锈钢或铸钢材料铸造而成。阀体出口与轴中心线一般成Y形45度、60度、50度,便于介质的排放,减少介质对阀体的冲蚀。出口小于进口法兰,而且是加一片法兰。增加的这一片法兰便于客户拆卸后焊接到罐底或侧面。(注意:阀门必需是全开状态拆卸法兰)。进口法兰可直接但密封件使用。法兰内侧凹斜面与柱塞密封,可提高密封性及耐磨性。此阀大改通常的柱塞阀与下展放料阀的结构原理。将填料函改为柱塞式上密封,去除阀瓣式结构,改用柱塞式锥度软密封,其密封性更好。支架改为密封盖式结构,可防阀杆及柱塞启闭时暴漏在外。拆卸、更换、维修更加方便,拆去上盖螺母可直接拉去整个阀芯。此设计上虽然费用有所增加,但使用寿命更长,减少阀的堵塞,符合广大客户的理想要求。
(1)、阀体结构
FLU45F下展式柱塞放料阀是Y形45度、60度、50度结构,但其阀体是一个整体,在体内加工密封面。这样,不仅加工、铸造不方便,而且密封面易损坏现象,维修也不方便。而Y形FLU45F下展式柱塞放料阀是采用手轮操作的阀体形式,即阀体、法兰,阀体与法兰需用高强度螺柱均匀地坚固连成一体,加工工艺性好 ,主要的优点是便于维修。如果体腔内结疤严重,可以将中部连接法兰的螺栓拆开,拉出阀芯,将体内结疤的内件进行清洗或修理,若有损坏的零件,也可以及时更换, 这就避免了由于结疤严重而使整台阀门报废所造成的一系列不必要的浪费。
此外,粗糙的流道表面,死角都极易结疤。FLU45F下展式柱塞放料阀为了减少体腔内的结疤现象,将体通道采用较大圆弧成流线型,避免产生死角。就阀门的整体来看,介质的流线从入口端几乎为一弧线流出阀体,这不仅减小了流体阻力,而且也防止了颗粒的沉积,减少了结疤。
此阀进口法兰面有凸面可与灌法兰配合,刚降凹形中与灌内壁面平。此结构与管接阀又有所相似,又有所不同。可以说一所多用,结构其全,的结构一体。
(2)、阀座
采用内外同心圆法兰,一端平面一端为凹形平面结构,由螺丝螺母与阀体固定,阀的进口部位。通常简称为关闭件,然而统称阀座。这种阀座与阀体的结合形式,使阀座的拆换具有更大的灵活性,从而解决了长期以来用户因不能轻易更换破损的阀座,而不得不报废整台阀门的问题。阀座密封面位于凹形内侧锥面式设计。阀体与法兰对夹处,分别装有阀座垫片,形成紧密密封,防止介质由此泄漏。垫片材料采用聚四氟乙希或不锈钢丝钢。
(3)柱塞阀芯
柱塞阀芯为圆柱形结构,底部为锥形密封与锥斜面阀座摩擦极小的情况下吻合,所以密封材料必须软密封耐紧压。锥形密封和平面密封相比,受固体颗粒和介质沉淀物的损伤相对较小 ,不能在含有固体颗粒介质中使用,但能在沉淀物的介质中使用。可见此阀与截止阀全然不同之处。为了改善锥形密封的强度而又不致牺牲其密封应力,把柱塞密封面锥半角做成30度,这就提供了较宽的密封面, 使柱塞阀芯能更容易地与阀座吻合。为了达到较高的密封应力,阀座密封面开始与柱塞阀芯接触部分较宽,约20mm, 其余留有的锥度部分可稍长些。当密封角荷增大时,柱塞阀芯滑入阀座的程度加深,而密封面宽度随之变宽。这种密封面的设计不像平面密封那样容易受冲蚀损坏。此外,由于锥形面较长,所以FLU45F下展式柱塞放料阀柱塞底部为锥形。使阀门的节流特性得到改善,因此柱塞为不锈钢304、316、316L等材料制成,可以耐高温600度,低温-10~20度是没问题的。
柱塞阀芯选用一个斜式的锥形密封面。这样,在柱塞阀芯与阀座密合时形成一种类似锥度密封的密封形式,其密封效果。此外,这种形式还有一个优点,即如果密封面上结疤,可以利用关闭阀门时的进口于出口介质流速冲击力将结疤去除,从而保证阀门的密封性能。要冲刷结疤,密封面就必须具有很高的锥形度,而且还要有较好的耐介质冲刷的性能,密封面所选材料必须具有以下特点:耐冲蚀、耐腐蚀、耐磨损,而且还需要有较高的软硬度,使其足以冲刷或紧压结疤。
(4)阀杆与柱塞阀芯
柱塞阀芯与阀杆通过柱塞铜螺母,梯形螺纹启闭阀门。铜螺母锁于柱塞顶端与柱塞内腔旋接紧配,由内六角螺钉固定。由于柱塞内腔为空心,阀杆伸缩在柱塞内腔,阀杆为杆T形下端梯形螺纹,可称之为暗杆式,通常为304或316、316L等材料制成。阀杆顶部为细螺纹配螺母,以下是四方形配手轮,接下是T配轴承,往下一段是梯形螺纹。螺纹不接触介质,因此不会受到介质腐蚀,也便于润滑。合理的结构设计解决行程空间上行一大难题,为支架改阀盖形成良好的设计需求。在材料上的缩减大大节约了成本费用,使外形更加美观。梯形螺母与阀杆的转动摩擦力减少,操作更加轻松启动柱塞升降。可承受一定的弯曲,只的梯形螺纹与螺母间的挤压应力及承受轴向压力。
(5)柱塞阀芯
圆柱形结构柱塞阀芯,内外同心圆无缝不锈钢管为主要材料。外圆表面光亮润滑,与填料PPL形成密封。底部端面为30度锥形PTFE面,由不锈钢压片与螺母坚固。柱塞上端为铜螺母与柱塞内腔旋接紧配,由内六角螺钉固定。柱塞与填料形成侧面密封,同时是柱塞不易歪斜,能保证柱塞与阀座的良好同心轴,有利于密封。填料函设计深度不受限制,易防止产生外泄漏。本阀填料函处采用PPL,因此无需当心阀颈处漏。
(6)阀盖式支架
阀盖为整体式长筒结构喇叭形,上端凹槽低站有一通孔刚好阀杆穿过,凹槽可配制轴承及轴承并帽。阀盖两侧开长条口,留位给定位行程空间。下面接近法兰处有两个窗口,可看到填料压盖,能很好的查看填料处密封性,可随时动手压紧螺母。底端为法兰,一圈小孔可穿过螺丝与阀体相连。是操作部件的连接件,是支撑阀门的重要部件之一。结构简单,外形美观,并采用304、316、316L不锈钢材质,是外光亮。
(一)、工作原理
FLU45F下展式柱塞放料阀主要倒装与罐底部或侧装,起到排料的作用。当作业时,逆时针转动手轮,带动阀杆使柱塞阀芯回缩。此时介质从上方流入阀内时,阀杆所施加的旋转力及承受力要大于罐内介质所受力,使阀杆、柱塞阀芯承受介质冲击力,直到柱塞顶端缩到Y形弯口处,全开为直,介质好无阻力通过阀体排出。等罐内介质排空为直,可顺时针转动手轮,带动阀杆使柱塞阀芯与法兰密封面的距离慢慢地缩短,直到柱塞阀芯斜面于法兰内圆斜面密封结合,此时阀门关闭。此过程中柱塞与填料密封之间摩擦力及阀杆与柱塞螺母摩擦扭曲力,再加上柱塞的重力与阀芯的密封力,阀杆所承受的力足以可以启动此阀,可称力的转换作用。
也可以这样理解密封原理:当介质从阀瓣上方流入时,所施加的密封力必须等于或略大于密封面上所产生的必需比压和介质向上的作用力之和。阀门关闭。 此阀与普通截止阀有所改进及有所不同的特点,也是罐阀独由结构原理。
“高进低出"时阀门由关闭位置开始到全开的阶段,操作为所需克服阻力仍是上述两个力,随着柱塞阀芯的下降,流体在阀芯前后的压差直到阀门开启时都是有利于阀门全开的。阀门关闭时的情况恰好相反,由于介质压力和阀芯前后压差所造成的推力都与阀门开启方向相反,所以阀门开启过程所需的操作为矩比关闭力矩要大得多。