提高ASCO電磁閥上密封壽命的方法

　　ASCO電磁閥結(jié)構(gòu)簡單,可通過閥桿既旋轉(zhuǎn)又升降的原理,達(dá)到閥門的開啟或截斷,并確保閥門的密封和上密封功能。由于該結(jié)構(gòu)特殊的運(yùn)動原理,也造成對閥門上密封副間受力極為不利的后果(形成既有密封副間必須的垂直壓力,又有密封副間相對滑移的摩擦)。實(shí)踐證明,閥門的上密封往往只啟閉幾次,就因?yàn)槊芊飧遍g的擦傷而引起泄漏。擦傷輕微的需拆開修復(fù),擦傷嚴(yán)重的均因損壞而報廢,這樣的后果不但增加了企業(yè)的制造成本,而且影響閥門的性能。為解決此類問題對閥門上密封的結(jié)構(gòu)和材料做了試驗(yàn)和改進(jìn)。

　　①將閥桿的上密封部位移動到閥瓣上(目的是在受力過程中,使閥瓣上的上密封面相對閥蓋上的上密封面處于靜止無滑移狀態(tài))。此改進(jìn)雖然可提高上密封的壽命,但由于要增加一道閥瓣蓋與閥瓣間的密封使得結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,性價比較低。

　　②改變上密封副材料。在閥桿密封錐面上堆焊抗擦傷的司太立硬質(zhì)合金,此方法雖然取得了較好的效果,但一方面因?yàn)樗咎⒑辖鸪杀咎?另一方面由于閥桿基本材料為13Cr馬氏體不銹鋼,可焊性差,堆焊時須焊前預(yù)熱,焊后保溫和焊接工藝復(fù)雜。另外,為閥桿的尺寸精度,還要增加粗加工工序。綜合分析,除特殊要求外,此方案其性價比也不好。

　　ASCO電磁閥提高閥桿錐面硬度是提高截止閥上密封壽命的可行辦法。

　　的工作壓力一般在116MPa 以下, 工作溫度不超過80 ℃, 廣泛用于給排水管道。閘閥的密封副由包膠閘板和表面靜電噴塑的鐵制閥體密封面組成。閘板包覆的膠料選用70A 的丁腈橡膠, 殼體表面包括密封面噴敷的是環(huán)氧樹脂。橡膠的彈性模量很低, 在較小的密封力作用下, 即能得到較大彈塑性變形, 對泄漏間隙產(chǎn)生足夠的填塞密封作用。但其許用比壓也較低, 如施以過大密封力造成過度壓縮, 會給橡膠帶來的變形, 從而喪失密封能力而發(fā)生泄漏。合理地選擇橡膠壓縮率, 適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)密封副的結(jié)構(gòu)參數(shù), 不僅關(guān)系到能否提供閥門必需的密封條件和使用壽命, 還涉及到閥門能否具備正常的啟閉力矩。

　　彈性密封楔式ASCO電磁閥是直通式, 閥體流道底部不設(shè)凹坑。因此改變了楔式閘閥單純靠楔面密封的方式, 由Z 軸方向往前后擠壓的兩片1215°楔面、X軸方向往左右擠壓的兩段40°斜面以及在Y軸方向往下擠壓的圓弧面同步實(shí)現(xiàn)三維密封(圖1) 。

　　兩側(cè)楔面因楔角的存在, 密封時向下位移距離較長,為減少楔面包膠在移動過程中的磨損, 一般是選取較大楔角, 或以Y 軸為軸線讓楔面以小角度向兩側(cè)傾斜, 順序遞減壓縮量。圖中的斜面選擇了與圓弧面走向?yàn)榻咏?0°斜角, 由斜平面與斜棱組合, 上邊與楔面上的涂黑(圖1) 平面銜接, 下邊與圓弧面相切, 完成了從楔面到圓弧面密封的交接轉(zhuǎn)向。

　　無論是明桿還是暗桿楔式閘閥, 閘板在密封過程都會受到介質(zhì)靜壓力的作用, 并由于閥桿等零件裝配間隙的存在, 使閘板向介質(zhì)流動方向游移, 使出口密封面進(jìn)一步被壓縮。同時, 進(jìn)口楔面的壓縮也因此被等量縮減, 削弱甚至喪失密封條件, 形成單側(cè)楔面的性密封。

　　由于橡膠本身是不可壓縮的, 所以被壓縮的橡膠會向周邊空間擴(kuò)脹。圖中楔面和斜棱的斷面均為棱形, 因此后形成密封的接觸寬度要比削去壓縮量后所測到的寬度要寬。其中楔面上部的棱形斷面在被壓縮過程, 會沿β角向兩側(cè)的α角分界線方向順序遞減壓縮量, 并使密封面寬度均衡擴(kuò)脹到9mm 左右, 以相近的寬度與兩側(cè)的長條密封面銜接。不同的斜度和結(jié)構(gòu)使各密封面寬度呈多樣性,所需的小壓縮率和向下位移量也各不相同。因此閘板密封面的結(jié)構(gòu)參數(shù)如設(shè)置不當(dāng), 就不能形成同步密封, 以至于某段密封面的壓縮率超出正常選擇范圍, 過小則形不成密封, 過大則壓縮過度。

優(yōu)質(zhì)不銹鋼作為微型反應(yīng)器的材質(zhì)，選用石墨密封，以適應(yīng)高溫高壓以及耐腐蝕的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。采用反扣施力擋圈和施力螺母共同作用使石墨墊片在被擠壓的過程中只承受擠壓力(即筒體只做直線擠壓，不旋轉(zhuǎn)擠壓)，避免了墊片磨損，延長了墊片的使用壽命。

　　高溫高壓微型反應(yīng)器是一種應(yīng)用廣泛的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)儀器設(shè)備關(guān)鍵部件之一，主要用于石油加工、油品精制，催化劑評價等科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備中。這些科研實(shí)驗(yàn)對反應(yīng)器的耐壓耐溫性能要求很高， 而且實(shí)驗(yàn)中會用到具有易燃易爆、強(qiáng)腐蝕性的酸堿等化學(xué)試劑。例如加氫裂化實(shí)驗(yàn)中， 氫氣在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用對反應(yīng)器的安全性提出了更高的要求。

　　我們設(shè)計的這種高溫高壓微型反應(yīng)器操作簡便，密封設(shè)計安全，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用。主要技術(shù)要求如下：①工作溫度：常溫～450℃；②工作壓力：常壓～25MPa。