上海申弘閥門有限公司
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真空波紋管截止閥密封改進(jìn)
根據(jù)本發(fā)明的真空截止閥包括:外罩部,設(shè)置于腔和腔洗滌氣體供給部之間,形成用于連接腔和腔洗滌氣體供給部使其相連通的管道;管道阻隔部,形成于管道的預(yù)定位置,用于選擇性地阻隔管道;阻隔部,設(shè)置于外罩部從而阻隔腔和腔洗滌氣體供給部的連通.真空截止閥適用于工作溫度≤425℃和≤550℃，工作介質(zhì)為水、蒸汽或空氣的管路上，作為啟閉裝置；尤其適用于火電廠汽機(jī)冷凝和真空負(fù)壓系統(tǒng)，起真空隔離密封作用。真空截止閥由普通手動(dòng)截止閥改進(jìn)而來(lái)，區(qū)別在于真空截止閥的填料密封處多加裝一個(gè)真空密封環(huán)，具有自脹壓緊作用。
一、真空波紋管截止閥密封改進(jìn)外壓式不銹鋼波紋管
外壓式是指波紋管內(nèi)腔壓力低于外腔壓力的閥門結(jié)構(gòu)類型。這類閥門根據(jù)波紋管組件的裝配情況可分為兩種。
1、波紋管組件不可拆卸的真空截止閥。波紋管上端與閥針相接，下端與閥體相接。由于真空度低，工作溫度也不高，通常可采用滾焊方式連接。閥門的啟閉是借助閥蓋與閥針的螺紋螺距差來(lái)完成的。
為了防止波紋管扭曲，在閥針與閥蓋之間裝有防扭螺釘，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于省去了閥體與閥蓋之間的一道密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但是波紋管組件的不可拆卸也給閥門的現(xiàn)場(chǎng)維修造成一定的困難，當(dāng)波紋管損壞時(shí)，常常造成整個(gè)閥門報(bào)廢。
2、波紋管組件可拆卸真空截止閥。它與之前一種結(jié)構(gòu)相比，主要區(qū)別在閥體與閥蓋之間增加了一個(gè)閥蓋接頭，因而波紋管下端可以直接滾焊在接頭上，不再與閥體相焊接。當(dāng)波紋管或密封面損壞時(shí)，就可進(jìn)行單件維修而不需要報(bào)廢整個(gè)閥門。但是，增加閥蓋接頭也帶來(lái)另一方面的問(wèn)題，即產(chǎn)生了閥蓋接頭與閥體之間的密封問(wèn)題。
上述兩種真空截止閥由于受到波紋管組件結(jié)構(gòu)性能的限制，都不能使用于高真空系列。實(shí)際上，如果波紋管組件設(shè)計(jì)得當(dāng)，閥門的使用范圍就可擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)外許多閥門廠家都在向這一方向努力，取得很好的研究成果并能滿足高真空的要求。
該組件中的波紋管上、下端都與上、下接頭相連，并用氬弧焊焊接。這既可提高閥門的使用溫度，也可提高閥的氣密性。該組件的特色在于它的下接頭，它是一只圓環(huán)，能與外側(cè)的壓環(huán)相焊，組成多種用途的體蓋密封結(jié)構(gòu)。
二、真空波紋管截止閥密封改進(jìn)內(nèi)壓式
1、真空波紋管截止閥密封改進(jìn)內(nèi)壓式
以1Cr18Ni9Ti為主要材質(zhì)，以金（Au）作為法蘭連接處的密封襯墊，主要用于1×10-10Torr（1Torr=133.322Pa）的超高真空系統(tǒng)中，并具有良好的耐腐蝕性能。閥門的總漏氣速率小于10-10Torr·L/s，關(guān)閉后，密封面任何一邊暴露于大氣時(shí)，靜止漏率均可小于1×10-10Torr·L/s，在450℃的高溫烘烤溫度下，漏率仍不超過(guò)這個(gè)指標(biāo)。
該閥的閥桿波紋管組件如圖1所示，波紋管4兩端分別與內(nèi)、外襯環(huán)6和3采用氬弧焊焊接，上端的外襯環(huán)3與閥蓋1焊接，下端的內(nèi)襯環(huán)6與閥桿2焊接，波紋管的外表面暴露于真空系統(tǒng)，內(nèi)表面與大氣相通，因而，波紋管組件承受內(nèi)壓作用。組件制成后，應(yīng)按對(duì)閥體的同樣要求，通過(guò)氦氣探漏。該閥的閥瓣也以金制成，閥瓣與閥座采用刀口密封，并取不同的硬度值，因而，閥門不僅具有良好的氣密性，還可有效地防止冷焊現(xiàn)象的發(fā)生。
2、真空波紋管截止閥密封改進(jìn)波紋管-填料雙密封式
波紋管是一種薄壁元件，單層壁厚通常不超過(guò)0.25mm，只有0.10mm，是整個(gè)閥門中薄弱的環(huán)節(jié)。波紋管密封雖然具有很好的密封性能，但是波紋管在成形過(guò)程中的壁厚不均勻性、蝕點(diǎn)以及在閥門制造過(guò)程中的微小焊接缺陷等一系列因素都有可能在運(yùn)行過(guò)程中使之產(chǎn)生破裂事故。適用于公稱壓力PN4.0～10.0Mpa，工作溫度≤200℃的火力電站回水冷凝系統(tǒng)管道上，切斷或接通中的介質(zhì)。適用介質(zhì)為：水、蒸汽等。密封面運(yùn)動(dòng)磨擦力小、啟閉輕便，而且密封面磨損有自動(dòng)補(bǔ)償功能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、檢修方便，使用壽命長(zhǎng)。閥蓋填料室設(shè)有真空密封結(jié)構(gòu)，具有自脹壓緊作用，并且密封采用高強(qiáng)膨脹材料密封，使系統(tǒng)與大氣*隔離，具有很好的系統(tǒng)氣密性。本系列閥門連接形式分法蘭、焊接兩種，驅(qū)動(dòng)方式有手動(dòng)、電動(dòng)兩種。該閥門適用于工作溫度≤425℃和≤550℃，工作介質(zhì)為水、蒸汽或空氣的管路上，作為啟閉裝置；尤其適用于火電廠汽機(jī)冷凝和真空負(fù)壓系統(tǒng)，起真空隔離密封作用。
真空波紋管截止閥密封改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
1.產(chǎn)品按JB/T3595標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，滿足電站設(shè)備配套使用要求。
2.設(shè)計(jì)了真空密封結(jié)構(gòu)填料室，隔離真空可靠。
3.閥桿經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面氮化處理，有良好的抗腐蝕性，抗擦傷和耐磨性。
4.法蘭墊片采用復(fù)合材料，膨脹系數(shù)大，氣密性能好，保證系統(tǒng)與大氣隔離可靠。
5.倒密封采用不銹鋼螺紋連接密封座或本體堆焊奧氏體不銹鋼而成，倒密封可靠。填料更換和維修可在不停機(jī)情況下進(jìn)行，方便快捷不影響系統(tǒng)運(yùn)行。
因此，在危險(xiǎn)性很大的應(yīng)用場(chǎng)合，往往采用波紋管-填料雙密封結(jié)構(gòu)，即用波紋管作為密封，填料作為第二道密封，以進(jìn)一步提高閥門密封的可靠程度。目前，這種結(jié)構(gòu)在核工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等部門中已經(jīng)被廣泛采用。這種閥在結(jié)構(gòu)上的另一個(gè)特點(diǎn)是將閥桿傳動(dòng)螺紋置于填料密封的保護(hù)下，從而有效地改善了傳動(dòng)螺紋的工作條件，并給更換填料提供了方便。
真空截止閥的結(jié)構(gòu)及真空系統(tǒng)對(duì)高真空壓鑄生產(chǎn)具有非常重要的影響,是真空壓鑄中的一大瓶頸和難點(diǎn)。本文采用杠桿原理,利用金屬液流動(dòng)的慣性力,設(shè)計(jì)制作了一種高真空壓鑄用真空截止閥及其真空系統(tǒng)。應(yīng)用試驗(yàn)表明:真空閥結(jié)構(gòu)合理、靈敏度高、動(dòng)作可靠。設(shè)計(jì)的真空系統(tǒng)可在1s內(nèi)將型腔中的氣壓抽至10KPa以下。 壓鑄試驗(yàn)表明采用自主研發(fā)的高真空系統(tǒng)的壓鑄件經(jīng)T6熱處理后不起泡,可滿足高真空壓鑄生產(chǎn)高強(qiáng)韌壓鑄鋁合金結(jié)構(gòu)件的需要。
