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1、2008年第3期 阀 门 —11—文章编号:100225855(2008)0320011202高温蝶阀的结构设计吴尖斌,苏荆攀(浙江石化阀门有限公司,浙江温州325024)摘要 介绍了一种新型高温蝶阀的结构设计特点和工作原理,论述了其在高温工况下使用的性能。关键词 高温蝶阀;五杆式;结构中图分类号:TH134 文献标识码:AStructureanddesignofhightemperaturebutterflyvalveWUJian2bin,SUJing
2、2pan(ZhejiangPetrochemicalValveCo.,LTD.Wenzhou325024,China)Abstract:Thearticleintroducesanewstructureofhightemperaturebutterflyvalve,andintroducesitsapplicationperformanceinhightemperatureservice.Keywords:hightemperaturebutterflyvalve;fivepole;structure1 概述高温工况下,材料受热膨胀
3、,在开启或关闭时,容蝶阀以其开关速度快,制造成本低,占用安装易卡住。本文探讨一种适用于650℃以上高温工况空间小的特点得到广泛的应用。但是,蝶阀受其结下的新型五杆式偏摆连杆蝶阀。构的影响,在高温工况下,特别是在650℃以上的www.bzfxw.com11液压执行机构 21阀杆 31调节杆 41套杆 51驱动杆 61边杆 71固定杆 81蝶板 91阀体图1 五杆式偏摆连杆结构蝶阀2 结构设计780℃,短时为850℃,工作介质为含有颗粒状催在炼油厂催化装置的烟机入口处,工作温度为化剂的高温石油气。由于该处的介质温度高且含有作者简介:吴尖
4、斌(1971-),男,安徽黄山人,高级工程师,从事阀门的设计与研发工作。©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 阀 门 —12—2008年第3期固体颗粒,故用普通的双偏心或三偏心硬密封蝶和套杆铰接。当阀杆在驱动装置的带动下进行旋阀,在高温时由于热膨胀原因,容易将蝶板卡住,转,驱动杆和套杆绕阀杆中心线旋转。由于驱动无法开
5、启。根据实际工况,设计了新型五杆式偏摆杆、套杆和边杆的联合动作,再带动固定杆动作,连杆结构的蝶阀(图1)。该阀驱动杆通过轴套和使蝶板的密封面先平移地脱离阀体的密封面(其平键与阀杆组装成一体,随阀杆的转动而摆动。套杆移过程密封面没有摩擦),后发生旋转,使阀门由和调节杆通过轴套固为一体或是直接制成一个整关闭状态到开启状态(图2)。体,并空套在阀杆外圆上。边杆通过销轴与固定杆图2 蝶板启闭过程3 性能及特点式中 SB———考虑腐蚀裕量后阀体最小壁厚,mm(1)采用五杆式偏摆连杆结构,能够防止由于D———阀体中腔最大内径,根据结构需要选温度
6、升高而使蝶板密封面径向尺寸受热胀大,从而定,mm发生蝶板与阀体之间出现卡塞现象。有效地解决了p———最高使用压力,按压力温度等级选蝶阀的高温热膨胀咬合问题。取,MPa(2)为了提高阀杆内件的高温强度,阀门的阀[σL]———材料的许用拉应力,MPa杆、连杆、销、键和螺栓等均选用高温合金钢。阀C———考虑铸造、焊接偏差、工艺性和介质体和蝶板选用CF10M(ZG1Cr17Ni14Mo2),该材腐蚀等因素而附加的裕量,mm质可耐温816℃,铸造及焊接工艺性均良好,且价驱动扭矩MZ为格适中。阀体和蝶板的密封面均堆焊钴铬钨硬质合MZ=M1+MZ
7、C+MT+M2金,加工后焊层厚度≥116mm,可保证在高温下式中 MZ———阀门开启时的驱动力矩,N·m密封面有一定硬度而不会受损。M1———阀门开启介质力矩,N·m(3)阀杆和导套之间在高温下要进行旋转运π2M1=D1PL动,一般奥氏体不锈钢和合金钢在780℃时表面硬4度≤140HB,这个硬度在受力情况下相互摩擦极易P———阀门开启时蝶板两侧的压力差,MPa咬伤,所以阀杆和导套的相互摩擦部位www.bzfxw.com,均堆焊L———传动轴与蝶板中心线的距离,mSTL硬质合金。在780℃时,STL硬度约38HRC,D1———密封面的
8、直径,mm防止了阀杆动作的卡塞现象。MZC———阀杆与轴套间产生的摩擦力矩,(4)在上、下阀杆导套内设计了吹扫孔。氮气N·mm或蒸汽从吹扫口进入阀杆和导套配合间隙处,防止π2MZC=D1pfzdQJ8固体催化剂微粒进入阀杆与阀体的缝隙
