1．概述
目前廣泛用于火電廠除灰系統(tǒng)中的排渣閥磨損破壞現(xiàn)象頻頻發(fā)生，磨損破壞最嚴(yán)重的部位是閥體槽及密封面。為了改善其耐磨性能，延長(zhǎng)其使用壽命，現(xiàn)設(shè)計(jì)開發(fā)出一種新型的雙閘板耐磨氣鎖出料閥。其閥體由主、副閥體組成，閘板采用雙閘板對(duì)稱結(jié)構(gòu)，密封面采用熱噴涂工藝，噴涂硬質(zhì)鎳基合金。該產(chǎn)品采用新技術(shù)、新工藝、新材料后，已試制成功并大量投入使用。新型的出料閥閘板表面硬度和耐磨性增強(qiáng)，克服了傳統(tǒng)排渣閘閥、漿渣刀閘閥密封面易沖蝕、使用壽命短的致命缺陷，較傳統(tǒng)排渣閘閥、漿渣刀閘閥使用壽命提高2～3倍,是一種具有較高的社會(huì)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)耐用的新產(chǎn)品。
2．用途
雙閘板耐磨氣鎖出料閥用于火力發(fā)電廠、水力除灰系統(tǒng)、煤礦水力采煤、煤漿提升系統(tǒng)、選煤廠的尾礦輸送系統(tǒng)以及水利排淤工程等方面，也可用于相同工況有磨損的水汽、粉塵等介質(zhì)的管路上作帶壓?jiǎn)㈤]裝置。本產(chǎn)品主要針對(duì)上述使用特性顆粒漿體輸送需要而設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)合理，具有啟閉靈活、耐磨、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
3．結(jié)構(gòu)及工作原理
雙閘板耐磨氣鎖出料閥由主閥體、副閥體、閘板、閥板支承、活塞桿、蝶簧、閥桿螺母、氣缸等零件組成，內(nèi)部閘板的設(shè)計(jì)采用獨(dú)特的對(duì)稱布置方式(見圖1)，工作面與密封面相對(duì)獨(dú)立。閥板與密封座貼合緊密，密封面不卡灰，密封性好。閥門密封面采用噴涂耐磨硬質(zhì)鎳基合金。雙閘板用一組碟簧組合在一起，在彈簧力的作用下閘板和閥體密封面緊密接觸，而又不會(huì)造成卡死現(xiàn)象，閘板具有擦拭作用可以清除閥體上的臟物。同時(shí)又可以清除管道內(nèi)的臟物。閥蓋采用特殊的凹槽加堆焊處理工藝，耐磨性好，使用壽命更長(zhǎng)。采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，啟閉靈活。
在氣動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下閘板可自行開啟和關(guān)閉閥門，丁字型閘板座采用特殊結(jié)構(gòu)，閘板上下動(dòng)作時(shí)可使閘板產(chǎn)生偏心力矩，使閘板上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)沿中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使閘板圓周均承受物料的沖擊和磨損，避免了閘板在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中產(chǎn)生局部磨損，使其壽命大大延長(zhǎng)。雙閘板在碟簧靜壓下能保證兩面密封不滲漏，當(dāng)閘板的一面有壓力時(shí)，另一面通過彈簧的作用能和密封座更緊密的接觸，以達(dá)到徹底密封的效果。
4．性能
雙閘板耐磨氣鎖出料閥的密封面為一個(gè)園板(見圖2)，而且當(dāng)閘板與閥體密封面接觸時(shí)，雙閘板內(nèi)的一組碟簧向外張開，使閥體與閘板的密封面充分的接觸，有效地解決了閥門在啟閉過程中介質(zhì)對(duì)閥體的沖刷和局部的磨損問題，延長(zhǎng)了閥門的使用壽命。
該閥門采用美國阿姆斯瓊技術(shù)，可雙向密封、閘板閥體密封采用熱噴涂耐磨硬質(zhì)鎳基合金并研磨。
該閥門密封性能優(yōu)良，正確安裝無卡灰結(jié)灰現(xiàn)象，工作穩(wěn)定，啟閉受力小。
5．裝配要求
雙閘板耐磨氣鎖出料閥裝配時(shí)，所有部件應(yīng)用煤油清洗，先將主、副閥體裝配好，再將雙閘板和閥桿裝入閥體內(nèi)，然后裝上閥蓋以及填料壓蓋，最后裝上氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
6．設(shè)計(jì)計(jì)算(以DNl00 PNl0為例)
6.1 碟簧的計(jì)算
碟簧的設(shè)計(jì)計(jì)算(參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷彈簧)
根據(jù)要求設(shè)計(jì)一對(duì)合彈簧組：靜載荷作用，彈簧力為7854N，碟簧的總變形量為∑f=2mm，導(dǎo)桿直徑不得超過22mm。
計(jì)算數(shù)據(jù)：(蝶簧參數(shù))
| D（mm） | d（mm） | δ（mm） | h0（mm） | H（mm） | Ff=0.75h0 | ||
| F(N) | σⅡ | σⅢ | |||||
| 45 | 22.4 | 2.5 | 1 | 3.5 | 7737 | 1294 | |
D——蝶簧外徑；d——蝶簧內(nèi)徑；δ——蝶簧厚度；h0——極限行程； H——自由高度；
計(jì)算如下：
采用對(duì)合碟簧組
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表30.5—3，用插入法查得
由式(30.5—2b)計(jì)算得(單片碟簧的載荷計(jì)算公式)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5卷圖30.5—4查得f/h0=0.75于是
根據(jù)總變形量∑f=2mm求對(duì)合片數(shù)
對(duì)合彈簧的總自由高度
碟簧的外張力足以應(yīng)大于介質(zhì)的壓力
介質(zhì)的壓力計(jì)算如下
式中：D——碟形彈簧外徑(mm)；
d——碟形彈簧內(nèi)徑(mm)；
δ——碟形彈簧厚度(mm)；
h0——碟形彈簧的極限行程(mm)。
6．2 氣缸直徑的確定
氣缸的作用力必須克服碟簧施與兩密封面的摩擦力和密封面的密封力。
碟簧施與兩密封面的摩擦力Ff
式中：FN——碟簧的工作載荷；
μ——密封面的摩擦系數(shù)；
n——碟簧片數(shù)。
密封面的密封力QMJ
式中：DMN——密封面直徑(mm)；
bMN——密封面寬度(mm)；
P——公稱壓力(MPa)。
氣缸推力F推力
式中：P氣——?dú)庠磯毫?MPa)；
R——?dú)飧装霃?mm)；
r——活塞桿半徑(mm)。
按上公式計(jì)算如下：
(1)碟簧施與兩密封面的摩擦力
按碟簧工作載荷FN計(jì)算，取密封面μ=0.3
(2)密封面的密封力MMJ
(3)氣缸的推力F推力(取活塞桿直徑為Φ28mm)氣源壓力為0.6MPa)
將此數(shù)據(jù)代人公式F推力>Ff+QM)
氣缸直徑圓整Φ=220mm。
7．結(jié)語
雙閘板耐磨氣鎖出料閥設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在碟簧和氣缸的設(shè)計(jì)，計(jì)算確定合理的技術(shù)參數(shù)，此閥門由于密封面采用了先進(jìn)的等離子噴焊新技術(shù)和新工藝，閥門性能優(yōu)良，無卡灰結(jié)灰現(xiàn)象，耐磨損、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于火電廠除灰系統(tǒng)中的排渣工況。在其他行業(yè)如：水力除灰系統(tǒng)、煤礦水力采煤、煤漿提升系統(tǒng)中具有廣泛適用性。
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