梭式核級閥密封性能的實驗研究

梭式核級閥密封性能的實驗研究

原油、化工、天然氣、加熱網(wǎng)、冶金、原子能、航空、自來水網(wǎng)和其他行業(yè)的液體輸送應停止。一般止回閥靠重力關(guān)閉,安裝位置受到限制,密封性能較差。四川嘉煒流體工程有限公司研制的梭式止回閥克服了一般止回閥的不足,滿足了各行業(yè)的廣泛需求。1工作方法和原則1.1閥芯安裝位置不限閥體為碳鋼或不銹鋼。兩端采用標準法蘭連接。閥瓣與閥座密封可采用金屬密封或軟密封(橡膠)。閥門的關(guān)閉不靠重力而是在閥芯內(nèi)部附加一個預緊力,所以安裝位置不限。當梭式止回閥前的壓力小于(或等于)閥后的壓力,閥芯的預緊力推動閥瓣向前移動至關(guān)閉。即使閥后的背壓很低的情況下也關(guān)閉很嚴密。另外,在閥芯的內(nèi)腔設有緩沖器,減緩閥瓣關(guān)閉速度,從而降低了水擊壓力沖擊波。梭式止回閥結(jié)構(gòu)見圖1。1.2預緊力與梭式斷油閥組閥體同梭式止回閥,閥瓣采用多元密封,除端面密封外,周向還有“O”型密封(密封材料為橡膠),泄漏量為零,即使介質(zhì)為航空煤油(或汽油),密封性能也很好,泄漏量仍然為零。閥芯附加的預緊力比梭式止回閥大。該閥也適用于密封性能要求高的流體輸送管道上。1.3清管器的無阻燃性能結(jié)構(gòu)見圖2。兩端采用標準法蘭連接。閥體為碳鋼,閥瓣為金屬密封,閥芯能向上提升,通過液壓系統(tǒng)(或氣動裝置)自動提升。當管道需要通清管器時,清管器的前端觸動觸動開關(guān),將其流體注入液壓系統(tǒng)(或氣動裝置)使其閥芯向上升起,閥體內(nèi)腔形成無阻的流通通道,清管器順利通過。當清管器觸動第二個觸動開關(guān)時,流體自動流向轉(zhuǎn)換裝置,液壓系統(tǒng)(或氣動裝置)將閥芯下降到工作位置。梭式通球止回閥是完全自力式全自動轉(zhuǎn)換通清管器。實驗裝置為閉式實驗回路。試驗介質(zhì)為水,循環(huán)流動。試驗管道直徑為Φ86×3,工作壓力為1.6MPa,工作溫度為25℃?；芈肥疽庖妶D3。2.1測量罐出壓差值,流量值實驗回路正常運行后,打開調(diào)節(jié)閥,使流量由小向大變化,再由大向小變化,測量止回閥前后壓差,壓差值由1151型差壓變送器測出,流量值由LWGY-50渦輪流量傳感器測出。將測量的數(shù)據(jù)輸入到計算機系統(tǒng),經(jīng)過程序計算給出ζ-Q(流阻系數(shù)與流體流量關(guān)系)的流阻系數(shù)特性曲線。2.2循環(huán)泵流場實驗回路正常運行后,模擬管道輸送,當調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時,同時關(guān)閉循環(huán)水泵。穩(wěn)壓器的水要倒流,因為穩(wěn)壓器內(nèi)有1/3氣體(氣體膨脹)向循環(huán)泵方向流動。此時,梭式止回閥迅速關(guān)閉,阻止水流倒流。閥前的壓力因水泵停止運行下降為零。打開排液閥,測量出止回閥的泄漏量。時間測量采用秒表,泄漏量測量采用標準量筒。2.3壓力傳感檢測當梭式止回閥關(guān)閉時,由于瞬時的關(guān)閉,形成水擊壓力沖擊波,引起的壓力增加以聲速C0向上游方向傳播,壓力傳感器(CYYB-G2)測量出水擊壓力沖擊波值。測量系統(tǒng)見圖4。傳感器的動態(tài)響應時間為0.0026s。3.1自模擬區(qū)試驗數(shù)據(jù)選用公稱通徑為DN80梭式止回閥,管內(nèi)流速從1～5m/s。做出每個流速下的流阻系數(shù)值。試驗結(jié)果見圖5。最大雷諾數(shù)Re=4.8×105。當Re=2.5×105時,流動已達到自模擬(值與Re的變化無關(guān)。根據(jù)相似理論,在自模擬區(qū)中所得到的數(shù)據(jù)可用于原型。即本次試驗數(shù)據(jù),可以用于其他止回閥中去(尺寸大小幾何相似)。從圖5特性曲線可以看出,Re數(shù)達到自模擬后,曲線ζ值不變(ζ=1.83)。升降式止回閥ζ=4.3～6。相比之下,梭式止回閥阻力損失很小。3.2低背壓下密封任選兩種型號的梭式止回閥。第一種為梭式消防止回閥ZSXH41X-D16C、DN50,閥座密封為軟密封(橡膠閥座)。試驗結(jié)果閥瓣關(guān)閉密封很好,泄漏量為零。在低背壓下密封嚴密(背壓為0.02MPa),無泄漏。它用于航空煤油的消防系統(tǒng)常閉管道上,可靠的運行了五年。在國內(nèi)代替了常用的保護薄膜封閉消防液出口。也適用于密封性要求高的化工輸送管道上。第二種為梭式止回閥ZSH41W-D16、DN50。閥座密封為金屬密封,試驗測量分兩次進行,第一次測量后,將閥瓣轉(zhuǎn)動180°,再進行第二次測量。泄漏量試驗結(jié)果見表1。試驗結(jié)果每分種最大泄漏量為10滴,最小泄漏量為1滴。該閥最大泄漏量是國家標準的1/6。密封性能高于國內(nèi)外一般止回閥。3.3閥關(guān)閉時間共做兩種結(jié)構(gòu)形式的水擊壓力波動試驗。第一種為無緩閉梭式止回閥水擊試驗,結(jié)果見圖6。圖中V—流體流速;ΔP—水擊壓力;第二種為有緩閉梭式止回閥水擊試驗,試驗結(jié)果見圖7。兩種結(jié)構(gòu)形式不同的梭式止回閥,產(chǎn)生的水擊壓力波形曲線也不同,無緩閉止回閥產(chǎn)生的水擊壓力沖擊波就大。有緩閉止回閥產(chǎn)生的水擊壓力沖擊波很小。對輸送管道不會產(chǎn)生破壞作用。無緩閉產(chǎn)生的壓力沖擊波對輸送管道破壞作用就大。水擊試驗結(jié)果比較見表2,表中Qz為閥關(guān)閉時間。從表2中數(shù)據(jù)可以看出,在同樣的管道流速下,有緩閉止回閥產(chǎn)生的水擊壓力降到最低值,ΔP=0.005MPa。關(guān)閉時間減慢到1.43min。這個數(shù)據(jù)在工業(yè)管道輸送流體是非常安全可靠的。梭式止回閥在國內(nèi)數(shù)十家大型化工廠和煉油廠的使用證明,該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理,在較小的背壓下關(guān)閉,關(guān)閉動作迅速,密封性能良好,不產(chǎn)生水擊,工作安全可靠。安裝不受位置限制,給用戶帶來方便,節(jié)省安裝空間。優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品,已取代進口產(chǎn)品。如四川瀘州天然氣化學工業(yè)公司尿素廠三條加甲胺管道每年因甲胺液倒流,加甲胺管道和輔助設備,嚴重腐蝕,增加了生產(chǎn)成本,給維修工作帶來困難。在1996年初啟用梭式止回閥,因關(guān)閉嚴密,可靠性強,沒有液胺倒流現(xiàn)象(泄漏量等于零)。使三條加甲胺管道和輔助設備得到了保護。甲銨液倒流腐蝕現(xiàn)象已根本消除。該廠使用四年多,無維修,無更換,替代了進口產(chǎn)品,增加了經(jīng)濟效益和社會效益。梭式止回閥密封性能高于一般止回閥,消防止回閥采用多元體軟密封,無泄漏,目前是貯罐液下消防系統(tǒng)替代產(chǎn)品。同時也適用于密封性要求高的管道輸送上。該產(chǎn)品流阻小,節(jié)省能源,結(jié)構(gòu)緊湊,尺寸小重量輕,在船舶應用效益最佳