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  • 氟塑料衬里阀门的种类与典型结构
    发布日期:2017-1-30


     进入二十一世纪以来,随着新技术、新材料、新工艺不断出现,促进了阀门工业的发展,各种新结构、新材料的阀门产品大量涌现,新型陶瓷阀、塑料阀以及各种复合材料的衬里阀门,不论在品种上,在性能上,都有较大发展和提高。这些特殊用途的阀门,满足了工业部门特殊工况的需要。通用阀门使用面广、使用量大,各工业部门都用应用。几乎所有的通用阀门都能采用衬里的方法制造,从而提高了通用阀门的使用性能和适用范围。氟塑料衬里阀门的典型特点是具有优良的耐腐蚀性,相对于哈氏合金、蒙乃尔合金等贵重金属阀门,价格要便宜得多。下面将常用的氟塑料衬里阀门的种类与典型结构作一些简要介绍,为合理使用和维护氟塑料衬里阀门作准备。

        1、氟塑料衬里闸阀

        闸板在阀杆的带动下,沿阀座密封面作升降运动而达到启闭目的的阀门,叫做闸阀。在闸阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里闸阀。
        (1)氟塑料衬里闸阀性能参数
        氟塑料衬里闸阀是截断阀类的一种,用来接通或截断管路中的腐蚀性介质。目前国内有少数几家企业生产,氟塑料衬里闸阀性能参数如下:
        公称压力  PN6~25
        公称尺寸  DN15~600
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里闸阀结构形式
        氟塑料衬里闸阀结构形式,由于受衬里工艺的限制,不像通用闸阀那样名目繁多,目前主要有:明杆楔式单闸板结构;暗杆楔式单闸板结构;平行式单闸板结构。
        (3)氟塑料衬里闸阀的特点
        ①流体阻力小  因为阀体通道是直流式的,介质流经闸阀时不改变其流动方向,加上内衬氟塑料,内壁光滑,所以流体阻力小。
        ②启闭阻力小  闸阀启闭时闸板运动方向与介质流动方向相垂直,与截止阀相比,闸阀的启闭较省力。
        ③介质流动方向不受限制  介质可从闸阀两侧任意方向流过(双向密封),均能达到使用的目的,更适用于介质的流动方向可能改变的管路中。
        ④结构长度较短  因为闸阀的闸板是垂直置于阀体内的,而截止阀阀瓣是水平置于阀体内的,因而结构长度比截止阀短。
        ⑤密封性能好  全开时密封面受冲蚀较小,关闭时密封面为氟塑料软密封,零泄漏。
        ⑥密封面易损伤  启闭时氟塑料衬里闸阀的闸板与阀座相接触的两密封面之间有相对摩擦,易损伤,影响密封性能与使用寿命,所以应避免在有颗粒介质工况条件下使用。
        ⑦启闭时间长,高度大  由于闸阀启闭时须全开或全关,闸板行程大,开启需要一定的空间,外形尺寸高。
        ⑧结构复杂  零件较多,制造与维修较困难,成本比截止阀高。
        (4)氟塑料衬里闸阀典型结构图
        闸阀主要由阀体、阀盖或支架、阀杆、阀杆螺母、闸板、阀座、填料函、密封填料、填料压盖及传动装置组成,图19-1是典型的法兰连接明杆楔式单闸板氟塑料衬里闸阀。对于大口径氟塑料衬里闸阀,为了减少启闭力矩,可在阀门邻近的进出口管道上并联旁通阀(氟塑料衬里截止阀),使用时,先开启旁通阀,使闸板两侧的压力差减少,再开启闸阀。旁通阀公称直径不小于DN32。

        2、氟塑料衬里截止阀

        阀瓣在阀杆的带动下,沿阀座密封面的轴线作升降运动而达到启闭目的的阀门,叫做截止阀。在截止阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里截止阀。
        (1)氟塑料衬里截止阀性能参数
        氟塑料衬里截止阀是截断阀的一种,用来截断或接通管路中的腐蚀性介质。
        氟塑料衬里截止阀多采用手轮或齿轮传动,在需要自动操作的场合,也可采用电动、气动、液动等传动。
        氟塑料衬里截止阀的流体阻力很大,启闭力矩也大,因而影响了它在大口径场合的应用。

     

        目前国内生产氟塑料衬里截止阀的企业较多,主要性能参数如下:
        公称压力  PN6~25
        公称尺寸  DN3~300
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类。
        (2)氟塑料衬里截止阀结构形式
        氟塑料衬里截止阀结构形式,由于受衬里工艺的限制,不像通用截止阀形式多样,氟塑料衬里截止阀主要结构形式有阀瓣非平衡直通式、阀瓣非平衡直流式、阀瓣非平衡直角式和阀瓣非平衡堰式。
        (3)氟塑料衬里截止阀的特点
        ①结构比氟塑料衬里闸阀简单,制造与维修都较方便。
        ②密封面不易磨损及擦伤,启闭时阀瓣与阀体密封面之间无相对滑动,因而磨损与擦伤均不严重,密封性能好,零泄漏,使用寿命长。
        ③启闭时,阀瓣行程小,因而氟塑料衬里截止阀高度比闸阀小,但结构长度比闸阀长。
        ④启闭力矩大,启闭较费力,启闭时间较长。
        ⑤流体阻力大,因阀体内介质通道较曲折,流体阻力大,动力消耗大。
        ⑥氟塑料衬里截止阀使用时介质只能单方向流动,不能改变流动方向。
        ⑦全开时阀瓣易受介质冲蚀。
        (4)氟塑料衬里截止阀典型结构
        氟塑料衬里截止阀(图19-2)主要由阀体、阀盖、阀杆、阀杆螺母、阀瓣、阀座、填料函、密封填料、填料压盖及传动装置等组成。通常阀杆光杆部份与阀瓣合为一体,阀体与阀座合为一体,丝杆与光杆采用卡套联结。
        为了衬里工艺方便易行和保证产品质量,壳体承压件最好采用精密铸造。

        3、氟塑料衬里止回阀

        启闭件(阀瓣)借介质作用力,自动阻止介质逆流的阀门,叫做止回阀。在止回阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里止回阀。
        氟塑料衬里止回阀是腐蚀性介质顺流时开启、逆流时关闭的自动阀门。控制介质流的这种方式被用来防止介质倒流,以便泵在停止运转之后维持初始状态,使往复式泵和压缩机能运行,并防止驱使备用的旋转式泵和压缩机装置反转。


     

        (1)氟塑料衬里止回阀性能参数
        管路中,凡是不允许腐蚀性介质逆流的场合均需要安装氟塑料衬里止回阀。氟塑料衬里止回阀的参数范围如下:
        公称尺寸  DN10~600
        公称压力  PN2.5~25
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里止回阀结构形式
        氟塑料衬里止回阀的结构形式很多,几乎所有通用止回阀都能用氟塑料衬里。常见的氟塑料衬里止回阀的结构形式有:升降式结构;旋启式结构;立式结构;蝶式结构等。每种结构的氟塑料衬里止回阀作用与通用止回阀相同,前面巳经介绍过,不再赘述。
        (3)氟塑料衬里止回阀的特点
        ①氟塑料衬里升降式止回阀的阀瓣沿着阀座中心线作升降运动,其阀体与截止阀阀体完全一样,可以通用。在阀瓣导向筒下部或阀盖导向套筒上部加工出一个泄压孔。当阀瓣上升时,通过泄压孔排出套筒内的介质,以减小阀瓣开启时的阻力。该阀门的流体阻力较大,只能装在水平管道上。
        与其他型式的止回阀相比,升降式止回阀的升程最短,因而升降式止回阀可能是快速关闭的阀门。但是,如果脏物进入关闭件的运动导轨,则关闭件可能会被卡死或关闭缓慢。另外,倘若用于粘性介质,则关闭件在其导轨中的运动可能变慢。
        ②氟塑料衬里旋启式止回阀的阀瓣呈圆盘状,阀瓣绕阀座通道外固定轴作旋转运动。旋启式止回阀由阀体、阀盖、阀瓣组成;阀门通道成流线形,流体阻力小。
        要防止阀瓣处于失速位置,旋启式止回阀也可以垂直安装。但是,在全开位置时,由阀瓣重量决定的关闭力矩就非常小,因此,此类阀会趋向于关闭迟缓。为了克服这种对于倒流的迟缓反应,阀瓣可以装上带有称砣或弹簧载荷的杠杆。
        ③氟塑料衬里蝶式止回阀的阀瓣有形如蝴蝶状的两瓣式和形如飞蝶盘状式。蝶板(阀瓣)旋转轴位于阀内通道中心这种止回阀的结构简单,但密封性差。氟塑料衬里蝶式止回阀通常限用于旋启式止回阀所不能满足要求的场合。
        ④氟塑料衬里立式止回阀为球芯阀瓣,直流式结构,流道光滑通畅,流体阻力小。立式安装于防腐蚀工业管道中,箭头所示方向为介质流动的方向。
        (4)氟塑料衬里止回阀典型结构
        氟塑料衬里止回阀(图19-3)主要由阀体、阀瓣、阀轴等组成。为了衬里工艺方便易行和保证产品质量,壳体承压件最好采用精密铸造。

     

        4、氟塑料衬里球阀

        球体绕垂直于通道的轴线旋转而启闭通道的阀门,叫做球阀。在球阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里球阀。
        氟塑料衬里球阀也是一种带球形关闭件的旋塞阀。与球体相配的阀座为圆形,故在圆周上的密封应力是相同的。氟塑料衬里球阀球体与阀座密封面都衬有氟塑料,为软密封结构,能很好地吻合。从密封的角度看,球阀的构想是很优异的。
        为使氟塑料衬里球阀结构经济,大部分球阀带缩口及约为公称通径四分之三大的文丘里式流道。缩口球阀的压力损失较小,以致通常没有理由要去增加费用来使用全通道的氟塑料衬里球阀。但是,有些场合却必须使用不缩口的球阀,例如,当管道必须进行扫线时,按API 6D《管线阀门》生产的球阀,必须是全通径阀门。
        (1)氟塑料衬里球阀性能参数
        氟塑料衬里球阀的参数范围如下:
        公称尺寸  DN10~600
        公称压力  PN2.5~25
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里球阀结构形式
        氟塑料衬里球阀结构形式主要有浮动球式和固定球式。浮动球结构球阀中有直通式;Y型三通式;L型三通式;T型三通式。固定球结构球阀中有直通式和四通式。
        直通式氟塑料衬里球阀用于截断腐蚀性介质,应用最为之泛。多通球阀可改变介质流动方向或进行分配,氟塑料衬里球阀广泛应用于防腐蚀工业管线。球阀的介质流动方向不受限制。球阀压力、通径使用范围较宽,但使用温度受氟塑料材料的限制和制约。
        氟塑料衬里球阀是近三十年来发展最为显著的阀种。特别是大口径球阀已经脱出了传统用于放流和断流的使用概念,越来越多地用来代替传统节流的截止阀。随着球阀结构的创新发展,新材料的开发应用,特别是内件结构的改进,它的使用范围也随之扩大。在流程工业的节流中,它已经打破了截止阀的一统天下,成为控制阀的工业领域中发展最快的一种阀门,这是因为旋转90°启闭的球阀在流量控制方面有比截止阀更大的优点。
        ①不象截止阀那样启闭时阀杆穿过填料易于拉伤填料和泄出介质,易使阀杆在大气中腐蚀。
        ②由于驱动装置和定位器技术发展,特别是计算机集成处理系统(CTPEM)的应用,使包括球阀在内的旋转90°启闭阀门更适于应用在控制系统中。
        ③调节范围大,同一尺寸的球阀比截止阀的流量调节范围要大10~20倍,球阀流量控制范围(即最大控制流量与最小控制流量之比)为100:1以上。
        ④规格范围大、系列多。
        从浮动球与固定球方面来看,更倾向于使用固定球,即球带耳轴支撑。
        当口径大于150mm时,最多的使用是固定球阀。这是考虑到这种口径阀门其球的质量很大,约在50kg以上,如果采用浮动球,球体压在密封座上,操作时就会对密封座产生很大的磨损。相反固定球沿流道轴向密封,就不会对密封座产生那样大的磨损。
        (3)氟塑料衬里球阀的特点
        氟塑料衬里球阀是在旋塞阀基础上发展起来的一种阀门,它具有旋塞阀的一些优点:
        ①中、小口径球阀结构较简单,外形尺寸小,重量轻。
        ②流体阻力小,各类阀门中球阀的流体阻力最小。这是因为全开时阀体通道、球体通道和连接管道的截面积相等,并成直线相通。
        ③启闭迅速、方便,介质流动方向不受限制。
        ④启闭力矩比旋塞阀小。这是因为球阀密封面接触面积较小,启闭比旋塞阀省力。
        ⑤密封性能较好,这是因为球阀密封圈材料为氟塑料,摩擦系数较小;球阀全开时密封面不会受到介质的冲蚀。
        球阀的缺点是:球体加工和研磨均较困难。
        (4)氟塑料衬里球阀典型结构
        氟塑料衬里球阀(图19-4)主要由阀体、带杆球体、阀座、及传动装置等组成。为了衬里工艺方便易行和保证产品质量,壳体承压件最好采用精密铸造。

        5、氟塑料衬里蝶阀

        氟塑料衬里蝶阀的关闭件为一圆盘形蝶板,在阀体内绕固定轴旋转来开启、关闭和调节流体通道的阀门称之为蝶阀。在球阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里球阀。
        氟塑料衬里蝶阀是近期发展最快的阀门品种,具有结构简单、体积小、重量轻、材料耗用省、安装尺寸小、开关迅速、90°往复回转,驱动力矩小等特点。用于截断、接通、调节管路中的腐蚀性介质,具有良好的流体控制特性和关闭密封性能。蝶板的流线形设计,使流体阻力变小,是一种节能型产品。
        (1)氟塑料衬里蝶阀性能参数
        氟塑料衬里蝶阀可用于截断腐蚀性介质,也可用于调节流量。多用于低压和中、大口径的阀门。氟塑料衬里蝶阀参数如下: 
        公称压力  PN2。5-16
        公称尺寸  DN50~1200
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里蝶阀结构形式
        氟塑料衬里蝶阀结构形式主要是中线密封式,由于受衬里工艺的限制,偏心氟塑料衬里蝶阀的研发较难。中线密封蝶阀为整个蝶板与阀座在360°圆周内同心,具有双向密封性能,流量可自由调节。大部份中线蝶阀是过盈密封式,即在阀体的阀座上镶氟塑料衬圈(图19-5),并在氟塑料背面衬橡胶,增加回弹性。镶圈是可以更换的,方便维修。根据使用要求,蝶板可以是奥氏体不锈钢材料,也可以将氟塑料包覆在碳钢蝶板上。

        中线密封蝶阀由于是过盈强制性密封形式,因此适用压力有限,通常在PN≤1.0MPa的工况条件下使用,随着公称尺寸的增大,适用压力减小。
        氟塑料衬里蝶阀的法兰面也是对管道法兰的密封件,如果在安装这种阀门时,在两法兰面之间再加一个氟塑料垫片的话,会影响管道阀门的密封性能,因此,不必多此一举。
        氟塑料衬里蝶阀的结构长度和总体高度较小,开启和关闭速度快,在完全开启时,具有较小的流体阻力,当开启到大约15°~70°之间时,又能进行灵敏的流量控制,蝶阀的结构原理最适合于制作大口径阀门。
        在下列工况条件下,推荐选用氟塑料衬里蝶阀:
        ①要求节流、调节控制流量;
        ②要求阀门结构长度短的场合;
        ③要求启闭速度快的场合;
        ④压差较小的场合;
        在双位调节、缩口的通道、低噪声、有气穴和气化现象,向大气少量渗漏,,可以选用氟塑料衬里蝶阀。
        早年出现的蝶阀大都采用天然橡胶阀座密封,尽管有非常优异的密封性能,但适用温度压力较低,一般在70℃左右, PN≤10。后来合成橡胶的出现并应用在蝶阀上,使适用温度提高到120℃左右,适用压力也相应提高到1.6MPa。特别是抗腐蚀性能、抗磨损性能有较大提高,直到今天在给排水工业中还被广泛使用。随着化学工业的快速发展,氟塑料的出现,使蝶阀的性能有了进一步提高,采用PTFE材料制造的蝶阀阀座,使蝶阀的适用温度提高到了180℃,适用压力也有较大提高,而且能耐强酸、强碱及化学溶济的腐蚀。
        (3)氟塑料衬里蝶阀的特点
        ①与同规格、同压力等级的其他阀门比较,氟塑料衬里蝶阀结构长度短、尺寸小、重量轻、结构简单。
        ②启闭迅速、操作简便,可作快速启闭阀门用。
        ③具有良好的流量调节功能和关闭密封性,零泄漏。使用寿命长,能作调节阀使用。
        ④适合作大口径阀门,在大型防腐蚀工业管道上被广泛采用。
        ⑤氟塑料衬里蝶阀中较为优异的阀体结构是对夹式阀体,它可夹装于两管道法兰之间。这种结构的一个重要优点是,拉紧两个相配法兰的螺栓承受了由管道张力引起的全部张应力,并使对夹式阀体受到压缩。内部介质压力所产生的张应力使这一压缩应力得到缓和。而法兰式阀体除必须承受管道张力所产生的全部张应力外,还要增加内部管道压力所产生的张应力。由于这一情况,再加上大部份金属具有承受压缩负荷要比承受张力负荷的极限大一倍的特性,故推荐使用对夹式阀体。
        (4)氟塑料衬里蝶阀典型结构
        氟塑料衬里蝶阀(图19-6)主要由阀体、带杆蝶板、氟塑料阀座圈、及传动装置等组成。为了衬里工艺方便易行和保证产品质量,承压件采用精密铸造,大尺寸蝶阀的阀体和蝶板可采用钢板焊接,并符合相关标准的要求。

        6、氟塑料衬里旋塞阀

        塞子绕其轴线旋转而启闭通道的阀门叫旋塞阀。在旋塞阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里旋塞阀。
        氟塑料衬里旋塞阀是在氟塑料问世后最先出现的阀种之一,一般用于低压、小口径、温度不高的场合,作截断、分配和改变腐蚀性介质流向用。
        (1)氟塑料衬里旋塞阀性能参数
        氟塑料衬里旋塞阀性能参数如下:
        公称尺寸  DN15~500
        公称压力  PN2.5~16
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里旋塞阀结构形式
        氟塑料衬里旋塞阀结构形式有直通式、三通式和四通式。旋塞有圆柱形与圆锥形两种。根据使用要求,旋塞采用碳钢包覆氟塑料,也可用奥氐体不锈钢制作。
        直通式氟塑料衬里旋塞阀主要用于截断腐蚀性介质流动;三通氟塑料衬里旋塞阀和四通氟塑料衬里旋塞阀则多用于改变腐蚀性介质流动方向或进行腐蚀性介质分配。
        在圆柱形旋塞中通道一般成矩形,而在锥形旋塞中通道成截头三角形。这些形状使阀门结构变得轻巧,但也牺牲了压降。不缩口园形通道通常只用于管路要进行刮擦和介质性质要求不缩口园通道的场合。但是某些旋塞阀由于所使用的密封方法关系也只能做成全园开通道。
        旋塞阀最适于作为切断和开放介质以及分流使用,但是依据使用的性质和密封面耐冲蚀性,有时也可用于节流。
        ①圆柱形旋塞阀
        旋塞阀的使用在一定程度上要看阀塞与阀体之间产生密封的情况。圆柱形旋塞阀经常使用四种密封方法:利用密封剂、利用阀塞膨胀、使用O形圈、使用偏心旋塞楔入阀座。
        圆柱形旋塞阀是一种润滑旋塞阀,这种阀的阀座密封靠阀塞和阀体之间的密封来达到。密封剂是用螺丝或注射枪经阀塞杆体注入密封面。因此,当阀门在使用时,就可通过注射补充的密封剂来有效地弥补其密封不足。
        由于密封面在全启位置时被保护而不与流动介质接触,同时损坏的密封面又较易回复,所以润滑式旋塞阀特别适用于磨蚀性介质。但是润滑式旋塞阀不宜用于节流,尽管有时也有用于这一目地,这是因为节流时会从露出密封面冲掉密封剂,这样阀门每次关闭时,都要对阀座的密封进行回复。
        ②锥形旋塞阀
        锥形旋塞阀密封件之间的泄漏空隙可通过用力将阀塞更深地进入阀座来调正。当阀塞与阀体紧密接触时,阀塞仍可旋转,或在旋转前从阀体提起旋转90°后再密封。
        锥形旋塞阀是使用非润滑的金属密封件。由于这种密封面之间的摩擦力较高,为保证旋塞能够运动自如,所允许的密封载荷要受到限制。因此密封面的泄漏空隙相对较宽,故这种阀只有在使用具有表面张力和粘性较高的液体时才能达到满意的密封。但是,如果在安装前旋塞涂上一层油脂,那么这种阀也可用于潮湿气体,例如湿的和含油的压缩空气。
        (3)氟塑料衬里旋塞阀的特点
        ①结构简单,外形尺寸小,重量轻。
        ②流体阻力小,介质流经旋塞阀时,流体通道可以不缩小,因而流体阻力小。
        ③启闭迅速、方便,介质流动方向不受限制。④启闭力矩大,启闭费力,因阀体与塞子是靠锥面密封,其接触面积大。但若采用润滑的结构,则可减少启闭力矩。
        ⑤密封面为锥面,密封面较大,易磨损;高温下易产生变形而被卡住;锥面加工(研磨)困难,难以保证密封,且不易维修。但若采用油封结构,可提高密封性能。
        (4)氟塑料衬里旋塞阀典型结构
        氟塑料衬里旋塞阀(图19-7)主要由阀体、塞子和填料压盖组成。


     

        ①阀体  阀体结构有直通式、三通式和四通式。
        ②塞子  塞子是旋塞阀的启闭件。塞子与阀杆呈一体。塞子顶部加工成方头,用扳手可进行启闭。塞子与阀体的密封面由本体直接加工而成,其锥度一般为1:6或1:7,密封面的精度和表面粗糙度要求高。在阀体上衬有氟塑料。三通式旋塞阀的塞子通道成L形或T形,L通道有三种分配形式。T形通道有四种分配形式,见图19-8。四通旋塞阀的塞子有两个L形通道,可有三种分配形式,见图19-9。


        为了保证密封,必须沿塞子轴线方向施加作用力,使密封面紧密接触,形成一定的密封比压。
        氟塑料衬里旋塞阀,旋塞有圆柱形或圆锥形,根据使用要求,旋塞采用碳钢包覆氟塑料,也可用奥氐体不锈钢制作,全衬或部份衬氟塑料。
        ③氟塑料衬里旋塞阀防静电装置  在氟塑料衬里的旋塞阀中,旋塞与阀杆同阀体之间对电气能绝缘。在这种情况下,流动介质的摩擦会在旋塞与阀杆中产生高得足以引起火花的静电。在双相流动时这种可能性更大。如果流经阀门的介质是可燃性的。则阀门必须有装有防静电装置,即可使用旋塞与阀杆同阀体电气接通。

        7、氟塑料衬里隔膜阀

        启闭件(隔膜)由阀杆带动,沿阀杆轴线作升降运动,并将动作机构与介质隔开的阀门,叫做隔膜阀。在隔膜阀的过流面上衬一层氟塑料,用来隔绝介质与金属壳体的接触,这样的阀门便称为氟塑料衬里隔膜阀。
        (1)氟塑料衬里隔膜阀性能参数
        氟塑料衬里隔膜阀属于截断阀类,主要用于腐蚀性介质及不允许外漏的场合。目前生产较多的是屋脊式隔膜阀。其参数范围如下:
        公称尺寸  DN15~300
        公称压力  PN2.5~16
        工作温度  t ≤150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里隔膜阀结构
        氟塑料衬里隔膜阀结构形式主要有屋脊式和直流式。
        氟塑料衬里隔膜阀与一般阀门不同的是主要使用柔软的橡胶与氟塑料隔膜作为控制流体通断或调节流量的元件。它结构简单,密封性好,流道平滑、流阻系数相对较小,普遍应用于粘性介质、微颗粒流体及腐蚀性介质的管路上,特别是在火电系统的水处理装置上得到了广泛的应用。
        由于阀体通道过流面衬有氟塑料,阀板上装有橡胶与氟塑料组合的隔膜件的作用,无论阀门处于开启或关闭的位置,流道内的腐蚀性介质始终与阀门的驱动部件隔离,故隔膜阀能采用普通材料代贵重金属而具有耐腐蚀性、耐磨性。阀体多采用碳钢、球墨铸铁、铝合金及不锈钢。
        目前氟塑料衬里隔膜阀生产,有两大发展方向,一是大型化、高参数化,主要为了适应各种特殊要求。如公称压力可达PN16~25,工作温度可达t = -65~200℃。隔膜阀除了满足300MW、600MW及1500MW大型火力发电机组的水处理系统外,还用于900MW的核电站。二是能满足与一般工业管路的配套需要,以适应多种腐蚀性介质。其操作及驱动型式有手动、气动、电动、手-气动等。
        图19-10是电站机组水处理系统上用得最多的手-气联动的氟塑料衬里隔膜阀。

     

        (3)氟塑料衬里隔膜阀的特点
        ①因采用氟塑料隔膜,使位于隔膜上方的阀盖、阀杆、阀瓣等零件不受介质腐蚀,亦不会产生介质外漏;不用填料机构,结构简单,维修方便。
        ②受隔膜材料的限制,使用范围小,仅用于低压、温度不高的场合。
        ③氟塑料衬里隔膜阀典型结构
        氟塑料衬里隔膜阀(图19-11)主要由阀体、阀盖、阀杆、隔膜、阀瓣、衬里层及传动装置等组成。
        a.  阀体
        阀体结构常用屋脊式。
        b。  隔膜
        隔膜起阀瓣密封圈和垫片的作用,用螺栓固定在阀体和阀盖之间。隔膜是由天然橡胶、氯丁橡胶、氟化橡胶与聚全氟乙丙塑料(F46)组合而成。隔膜的材料决定了隔膜阀的使用温度。
        c.  阀瓣
        阀瓣通常为球冠状并与球芯隔膜吻合,在阀杆的驱动下与阀体密封面组成密封副,从而截断或接通腐蚀性介质。阀瓣与阀体密封弧线吻合的好坏,决定隔膜阀密封性能的优劣。 

        8、氟塑料衬里调节阀

        氟塑料衬里调节阀是近几年来,阀门行业根据防腐蚀工业管道的需要而研发的高新技术产品。
        氟塑料衬里调节阀主要用于调节含有腐蚀性介质的流量、压力温度和液位。根据调节部位信号,自动开度,从而达到腐蚀性介质流量、压力温度和液位的调节。
        随着自动化程度的不断提高,氟塑料衬里调节阀在设备和管道控制中发挥着越来越重要的作用。氟塑料衬里调节阀成为防腐蚀工业管道控制系统中不可缺少执行元件,通过接受调节控制单元输出的控制信号,借助动力操作去改变流体的诸要素,所以调节阀也称作控制阀。调节阀的驱动装置通常采用电动、气动和液动。
        氟塑料衬里调节阀直接应用于各种防腐蚀工业管道和设备上,其质量和可靠性不仅影响调节品质,而且还涉及到系统的安全,维护人员安全和环境污染等重大问题。
        调节阀在我国通用机械产品中属仪表行业,由于其越来越重要的作用,几乎在工业管道中无处不在,而氟塑料衬里调节阀又有其自身的特性,所以本节中仍将其列入,并作一般介绍。对于驱动装置和控制部份,本文不予叙述,请参阅第十四章调节阀。
        (1)氟塑料衬里调节阀性能参数
        ①调节阀技术参数
        公称尺寸:  DN20~200
        公称压力:  PN6~16
        工作温度:  t -29℃~150℃
        流量特性:  线性、等百分比
        输入信号范围 : 气信号  标准20~100kPa
                    电信号  4~20mA
        作用方式 : 正作用或反作用 (气开或气关,电开或电关)
        泄漏量 : ≤±0.01%(或零泄漏)
        固有可调比 : 30 :1
        基本误差% : ≤±8
        额定流量系数误差:  ≤±10%、(KV≤5时±15%)
        产品使用环境温度:-29℃~150℃
        ②氟塑料衬里调节阀阀体主要材料和适用介质:
        氟塑料衬里调节阀所使用的壳体材料主要有碳钢和不锈钢,衬里材料主要有PTFE、FEP、PFA等。适用的介质主要是各种酸碱类化学物质、有机溶剂等。
        ③氟塑料衬里调节阀的流量特性
        调节阀的流量特性是指在调节阀进出口压差固定不变的情况下的流量特性,有直线、等百分比、抛物线及快开4种特性(表19-3)。氟塑料衬里调节阀。通常应用最多的是直线流量特性 。(图19-12)和等百分比流量特性(图19-13)。

        (2)氟塑料衬里调节阀结构
        调节阀结构形式很多,受氟塑料材料和衬里工艺的限制,氟塑料衬里调节阀结构形式目前国内只有直行程单座球芯截止阀形氟塑料衬里调节阀一种,直行程隔膜阀形与角行程球阀形、蝶阀形、旋塞形氟塑料衬里调节阀相信不久也会问世。
        目前常见的有气动单座氟塑料衬里调节阀与电动单座氟塑料衬里调节阀。
        防腐蚀工业管道上用的氟塑料衬里调节阀主要由阀体、阀盖、阀瓣、阀座、阀杆等组成,见图19-14。根据阀瓣调节的方式分直行程式和角行程式两种。
        ①直行程式调节阀:流量是靠阀瓣在阀座中作垂直移动时,改变阀座流通面积来进行调节。阀门的开、关由电动执行机构或气动、液动机构控制。属这类结构的有:单座调节阀、笼式调节阀、双座调节阀、套筒调节阀、三通调节阀、角形调节阀、隔膜调节阀等。
        氟塑料衬里调节阀目前只有直行程单座调节阀一种。
        ②角行程式调节阀:阀门的流量调节借圆筒形的阀瓣相对阀座回转,改变阀瓣上窗口面积来实现。阀门的开关范围,由阀门上方的开度指示板指示,指示针所指示的开关范围与阀门的开关范围相一致。属这类结构的有:蝶形调节阀、球形调节阀、偏心旋转调节阀等。
        氟塑料衬里角行程式调节阀市场上目前还未见。
        ③常用氟塑料衬里调节阀的特点
        a.  单座调节阀  单座调节阀(图19-14)阀体由于只有一个阀芯和阀座,容易保证密封。泄漏量为0.01%×Kv L/h,不平衡推力大,允许压差小,它适用于压差不大,泄漏量要求较严,在干净流体介质上使用。流量特性为直线、等百分比特性。
        b。  带波纹管的单座调节阀(图19-15),只有一个阀芯和阀座,阀芯与波纹管连接一体,保证腐蚀性介质在调节过程中不会从阀杆与填料之间外泄。泄漏量为零,它适用于压差不大,泄漏量要严格、洁净流体上使用。流量特性为直线、等百分比特性。

        (3)氟塑料衬里调节阀的特点与选用
        ①氟塑料衬里调节阀的特点
        氟塑料衬里调节阀最显著的特点是其优异的耐腐蚀性与良好的密封性,可安装于要求严格的防腐蚀工业管道上,特别适用于有毒、易挥发的气体与液体介质的过程控制。但不适用于压差过大、有负压的工业管道。常用的气动直行程单座氟塑料衬里调节阀的允许压差见表19-4。

        ②氟塑料衬里调节阀的选用
        氟塑料衬里调节阀的选用与常规非衬里调节阀的选用基本相同。首先应了解各种类型调节阀的结构特点、适用范围、使用功能等等。如结构型式、公称尺寸、压力温度等级、管道连接、上阀盖型式、流量特性、材料及执行机构等,还必须弄清控制过程中各工艺参数、调节仪表等基本条件,做到有的放矢。以满足防腐蚀工业管道中工艺流程控制的需要,确保高品质、安全、稳定、可靠、长寿运行。还要注意其经济性能的适配,可从以下几点着手。
        a.  流量、压力调节系统:反应速度快的选用等百分比流量特性。
        b.  温度、液位调节系统:反映滞后的应选用直线(性)流量特性。
        c。  流通能力:同口径调节阀的流量系数“Kv值”越大越好,阀阻力损失小、流通能力大。
        d.  如流体介质有毒、有害、易造成人员伤害时:应考虑选用波纹管密封的调节阀(无填料阀),严密无泄漏。
        e。  关闭泄漏量方面:要求关闭严密的,常温低压阀选用软密封型调节切断阀(零泄漏量)。
        f。 再从工艺流程运行安全方面考虑:要求阀门在事故状况下开或关的,应选用气动单作用的或气动薄膜式的调节阀。如气动薄膜正作用调节阀,在失气状态,阀门全开(或全关闭),以保证工艺流程系统安全。
        ③氟塑料衬里调节阀的选型
        调节阀的型号编制方法不同于通用阀门的型号编制方法(JB/T 308),现有的型号编制方法不能满足工业发展的需要。因此,很多生产商自行编制调节阀型号编号方法。
        用户在订货选型时,为了表述清楚,不致含混,可提出下列工艺参数,由生产商帮助选型。
        ●产品位号 ●阀体、阀内组体材料
        ●产品型号、名称 ●执行机构型号、行程、弹簧范围
        ●公称通径和阀座直径 ●阀作用型式(气开、气关;电开、电关)
        ●公称压力或压力等级 ●是否配用阀门定位器及所要求的输入信号
        ●法兰连接型式(法兰、焊接、螺纹) ●附件(手动机构、保位阀、电磁阀,空气
        ●流量系数Cv或Kv值 过滤减压阀,行程开关等)
        ●流量特性 ●电动调节阀应提出是否配用伺服放大器、
        ●工作温度范围 操作器。

        9、氟塑料衬里管件

        氟塑料衬里管件随着石化、制药、皮革、印染、电力、水处理等工业的发展,用量日益增长。由于氟塑料衬里管件具有优良的防腐蚀性能,重量轻,安装方便,节省贵重金属,生产成本较低,其用途也越来越广泛。
        氟塑料衬里管件与氟塑料衬里阀门及相关设备连接在一起,主要用于防腐蚀工业管道上,完成腐蚀性介质输送、分配和调控的任务。
        (1)氟塑料衬里管件性能参数
        公称尺寸  DN25~2000
        公称压力  PN2。5~16
        工作温度  -40~180℃
        适用介质  强酸、强碱类
        (2)氟塑料衬里管件的种类与结构
        氟塑料衬里管件的品种、规格繁多,主要有氟塑料衬里直管、弯管(弯头) 、三通管、四通管、异径管 、波纹管等。
        ①氟塑料衬里直管直径一般为DN25-DN300。最大直径达到DN2000以上,长度可达8 m。公称尺寸小且长度短的直管采用铸钢管,公称尺寸大的一般采用卷板焊管,钢管壁厚3~8mm,衬里层厚度2~3 mm。主要衬里材料为F4、F46、F40及PO,每种材料的衬里工艺都不一样,可根据使用介质的不同,合理选用。
        ②氟塑料衬里弯管(弯头)有90°、45°、60°、30°等多种弯管,根据需要选择。最大直径达到DN300,公称尺寸小的弯管采用铸钢件,公称尺寸大的一般采用卷板焊管制作,钢管壁厚3~8 mm,衬里层厚度2~3 mm。主要衬里材料为F4、F46、F40及PO等。
        ③氟塑料衬里三通管最大直径达到DN300。公称尺寸小的三通管采用铸钢件,公称尺寸大的一般采用卷板焊管制作,钢管壁厚3~8 mm,衬里层厚度2~3 mm。主要衬里材料为F4、F46、F40及PO等,每种材料的衬里工艺都不一样,可根据使用介质的不同,合理选用。
        ④氟塑料衬里四通管最大直径达DN300。公称尺寸小的四通管一般采用整体铸造工艺,公称尺寸大的一般采用卷板焊管制作,钢管壁厚3~8 mm,衬里层厚度2~3 mm。主要衬里材料为F4、F46、F40及PO等,每种材料的衬里工艺都不一样,可根据使用介质的不同,合理选用。
        ⑤氟塑料衬里异径管有:异径直管;异径弯管;异径三通管;异径四通管;异径多通管等。根据需要制作,多为非标产品。因此,在合同中应有严格的约定。其制作方法多采用等压成型工艺。如用PO材料衬里,可采用三维旋转滚塑工艺,降底生产成本。
        ⑥氟塑料衬里波纹管多作补偿器用。一般直径为DN25-DN300,最大直径可到DN2000以上,长度不限。一般采用碳钢、不锈钢、不锈钢编织网、橡胶等材料作外壳,内衬F4、F46及PO等塑料。用于防腐蚀工业管道错位差、位移、尺寸变化及振动部位的连接,还可用作装有腐蚀性介质的贮罐、槽车等设备的给排料管。
        (3)氟塑料衬里管件典型结构(图19-16)
     

     

        10、过滤器

        氟塑料衬里过滤器(图19-17)是输送腐蚀性流体介质管道系统中不可缺少的一种装置,通常安装在减压阀、泄压阀、定水位阀或其他设备的进口端,用来清除介质中的杂质,以保护阀门及设备的正常使用。常用的过滤器有Y形、T形和桶形。


        过滤器性能参数:
        公称压力  PN≤16
        公称尺寸  DN≤500
        适用温度  t -29~150℃
        适用介质  强酸、强碱类
        过滤器主要由阀体、阀盖和过滤网组成,阀门壳体材料主要由铸铁、碳钢、不锈钢、黄铜制造;过滤网一般都采用WCB、304衬氟塑料制造。
        通常使用量大的为Y形过滤器,这种过滤器具有结构简单、阻力小、排污方便等特点,便于拆卸和清除污物。

        11、补偿器(伸缩器)

        氟塑料衬里补偿器((图19-18))是防腐蚀工业管道上不可缺少的安全保护装置。在长输管线中热胀冷缩会对管道带来极大危险。热胀可能把管道弓起变形,冷缩时可能把管道拉断,补偿器就是为了解决这个难题而设计制造的。
        补偿器在一定范围内,可曲向伸缩,也能在一定角度范围内克服管道对接不同轴而产生的偏移。
        防腐蚀工业管道上常用补偿器有不锈钢波纹管衬氟塑料式和套筒内衬氟塑料式。

        补偿器一般由波纹管和连接法兰组成,内衬氟塑料。套筒式补偿器由主壳体、伸缩套筒、密封圈、压套限位板等零件组成,内衬氟塑料。波纹管常用橡胶、不锈钢材料制作。橡胶制作的波纹管补偿器只用于温度压力比较低的工况,工作压力通常在0.6MPa以下,使用温度通常为80℃以下,适用介质为一般腐蚀性物质;不锈钢制作的波纹管衬氟塑料补偿器使用压力一  般为1.6MPa,使用温度可达150℃,适用介质为酸碱类;聚四氟乙烯制作的波纹管补偿器适用温度为180℃,工作压力为1.0MPa,适用介质为强酸强碱类。
        套筒式补偿器,壳体材料通常由碳素钢制造,也可采用不锈钢制造;密封圈根据压力温度的不同,可选用包氟橡胶圈、氟塑料圈或柔性石墨圈。套筒式补偿器可用于压力、温度较高的工况,最高工作压力为PN25,最大通径高达2000mm,最高使用温度可达200℃,适用介质酸碱类。
        不同材料,不同类型的补偿器适用于不同的工况,可根据具体情况和性价比合理选用补偿器。

        12、视盅、视镜

        氟塑料衬里视盅、视镜常用于防腐蚀工业管道上,通过透明的特制玻璃观察介质工作状况,便于工艺过程控制。
        视盅和视镜(图19-19)主要由壳体与石英玻璃组成,内衬氟塑料。视盅、视镜壳体材料由碳钢、不锈钢、铝合金制造,透明玻璃因要承受一定压力和温度,所以采用石英玻璃制造。
        视盅、视镜的性能参数:
        公称压力:PN≤16
        公称尺寸:DN≤200
        适用温度:t≤150℃
        适用介质:强酸、强碱、有机溶剂类物质
     

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