Принцип уплотнения поворотного затвора с тройным эксцентриковым металлическим уплотнением

В традиционных концепциях поворотные затворы могут использоваться только в ситуациях, когда температура нормальная, давление низкое, а требования к герметизации невысокие. С непрерывным развитием современных технологических процессов и промышленности материалов сфера применения поворотных затворов значительно превзошла прошлое. Они могут практически заменить большинство традиционных клапанов и широко используются в различных областях промышленности. В частности, более привлекателен поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением.
Поскольку закрытие тройного эксцентрикового бабочкового затвора такое же, как закрытие задвижки, оно завершается крутящим моментом. Чем больше крутящий момент закрытия затвора, тем лучше уплотнение седла клапана. Поэтому некоторые называют тройной эксцентриковый бабочковый затвор поворотным затвором на 90°. При капитальном ремонте заводов все больше и больше трехэксцентриковых затворов заменяют задвижки. По этой причине некоторые производители трехэксцентриковых затворов специально выпускают трехэксцентриковый затвор той же длины, что и задвижка, и называют этот трехэксцентриковый металлический герметичный затвор трехэксцентриковым затвором.

Классификация принципов уплотнения поворотных дисковых затворов с тройным эксцентриситетом и металлическим уплотнением
Дисковые затворы можно разделить на четыре типа в зависимости от их эксцентриситета, то есть в зависимости от положения штока клапана и тарелки клапана. Затвор-бабочка с тройным эксцентриком — это тип затвора-бабочки с выдающимися характеристиками в промышленных трубопроводах. По форме уплотнения затвор-бабочка с тройным эксцентриком относится к категории жесткозакрытых затворов-бабочки. Таким образом, трехэксцентриковый поворотный затвор обладает характеристиками жестко уплотненного поворотного затвора, устойчив к высоким температурам, эрозии и имеет длительный срок службы. Поскольку трехэксцентриковый дисковый затвор изготавливается путем непосредственного нанесения на поверхность седла клапана материала из сплава, устойчивого к коррозии и высоким температурам, он обладает такими же хорошими уплотнительными характеристиками, как и дисковый затвор с мягким уплотнением. Так в чем же заключается принцип работы трехэксцентрикового поворотного затвора? Что означают три эксцентриситета тройного эксцентриситета?
Уплотнительная поверхность трехэксцентрикового дросселя представляет собой наклонную коническую поверхность. Седло клапана корпуса клапана находится в поверхностном контакте с уплотнительным кольцом тарелки дросселя. Принцип его работы заключается в приведении в движение тарелки дросселя путем приведения в действие передаточного устройства. Во время движения тарелки дросселя ее уплотнительное кольцо и седло клапана находятся в полном контакте, а уплотнение достигается за счет упругой деформации.
Характерной особенностью трехэксцентрикового дросселя является то, что он изменяет структуру уплотнения клапана. Это больше не традиционное позиционное уплотнение, а торсионное уплотнение. То есть, оно не полагается на упругую деформацию седла клапана для достижения уплотнения, а полагается на контактное поверхностное давление между уплотнительной поверхностью пластины дросселя и седлом клапана для достижения эффекта уплотнения. Это также решает проблему большой утечки металлических седел клапанов. Поскольку контактное поверхностное давление пропорционально среднему давлению, трехэксцентриковый дроссельный клапан имеет сильную устойчивость к высокому давлению и высокой температуре.

Принцип уплотнения поворотного затвора с тремя эксцентриковыми металлическими уплотнениями
Первый эксцентриситет: отклонение от плоскости, в которой расположена уплотнительная поверхность, к центральной линии штока клапана;
Второй эксцентриситет: расстояние от центральной линии корпуса клапана до центральной линии штока клапана;
Третий эксцентриситет: между центральной линией конуса, на котором расположена уплотнительная поверхность корпуса клапана, и центральной линией канала корпуса клапана существует угол.

1. Принцип уплотнения поворотного дискового затвора с тройным эксцентриковым металлическим уплотнением
1.1 Центральный оппозитный дисковый затвор
Пластины клапана этого типа расположены симметрично, а шток клапана находится в центре. Седло клапана представляет собой эластичное седло клапана, а номинальная температура и давление в основном составляют 150°C; применимая температура зависит от термостойкости эластомерного материала седла клапана и обычно не превышает 120°C. Клапан обладает хорошими уплотнительными характеристиками и может достигать уровня 6 по стандарту ANSI-B104 или нулевой утечки; крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия, относительно большой. Конструкция этого клапана обычно представляет собой один стержень клапана, обычно диаметром менее 500 мм. Эластичное седло клапана закрывает корпус клапана, среда не контактирует напрямую с корпусом клапана, и он имеет хорошие антикоррозионные характеристики.
1.2 Одноэксцентриковый дисковый затвор
Шток клапана и тарелка клапана этого клапана эксцентричны в одном направлении. Седло клапана одноэксцентрикового поворотного затвора в основном представляет собой эластомерное седло клапана, изготовленное из неметаллических материалов, с номиналом температуры и давления 150# и ниже; применимая температура обычно не превышает 120°C; уплотнительные свойства клапана немного хуже, чем у поворотного затвора с оппозитным центром; крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия, меньше, чем у поворотного затвора с оппозитным центром. Одноэксцентриковые поворотные дисковые затворы, как правило, имеют больший диаметр, а штоки большинства клапанов имеют двухсекционную конструкцию.
1.3 Двойной эксцентриковый дисковый затвор
Шток клапана и тарелка клапана этого клапана эксцентричны в двух направлениях, а уплотнительная поверхность клапана представляет собой правильный усеченный конус. Двойной эксцентриковый дроссельный клапан также называется высокопроизводительным дроссельным клапаном. Его классы температуры и давления составляют 150# и 300#. Рабочая температура зависит от термостойкости материала седла клапана. Седло клапана бывает двух типов: эластомерное седло клапана и металлическое седло клапана. Уровень уплотнения эластомерного седла клапана может достигать уровня 6 ANSI-B104 или нулевой утечки. Металлическое седло клапана часто изготавливается из металлического листа, а уровень уплотнения обычно составляет уровень 4.
Седло клапана противопожарного двухэксцентрикового поворотного затвора представляет собой композит, состоящий из эластомерного седла клапана и металлического листового седла клапана. В нормальных условиях клапан герметизируется эластомерным седлом клапана, который может достигать шестого уровня герметизации ANSI-B104. В случае пожара эластомерное седло клапана сгорает, и клапан герметизируется металлическим седлом клапана. В это время герметизация клапана снижается до четвертого уровня ANSI-B104.

2 Принцип работы тройного эксцентрикового металлического герметичного поворотного затвора
Типичный трехэксцентриковый поворотный затвор с металлическим уплотнением имеет два эксцентриситета между штоком клапана и тарелкой клапана, а уплотнительные поверхности между тарелкой клапана и седлом клапана имеют форму наклонного усеченного конуса (это третий эксцентриситет так называемого тройного эксцентриситета). Когда клапан закрыт, пластина клапана выталкивается вперед из-за эксцентриситета. Между пластиной клапана и седлом клапана во время процесса закрытия не возникает трения, а пластина клапана непосредственно прижимается к седлу клапана, что обеспечивает срок службы клапана. Кроме того, поскольку уплотнительное кольцо этого клапана (независимо от того, установлено ли оно на седле клапана или пластине клапана) обладает определенной эластичностью, а между выступом в эластичном кольце и эластичным кольцом имеется небольшой зазор, эластичное кольцо может быть слегка смещено. Когда клапан закрыт, эластомерное уплотнительное кольцо может автоматически перемещаться в положение, в котором сила наиболее равномерно прикладывается под действием закрывающей силы. В сочетании с небольшой деформацией эластичного кольца уплотнительное кольцо на седле клапана равномерно нагружено для достижения идеального состояния уплотнения.

3. Изменения производительности дисковых затворов с различными эксцентриковыми конструкциями
По мере увеличения числа эксцентриситетов пластины клапана и увеличения толщины пластины клапана увеличивается сопротивление жидкости, протекающей через трехэксцентриковый поворотный затвор; по мере увеличения числа эксцентриситетов поворотного затвора также существенно изменяются эксплуатационные характеристики клапана. Из сравнения четырех поворотных затворов с различной конструкцией видно, что поворотный затвор с тремя эксцентриками может создавать больший перепад давления и может использоваться в качестве регулирующего клапана; перепад давления при протекании жидкости через клапан увеличивается с увеличением числа эксцентриситета; однако по сравнению с некоторыми другими не поворотными затворами перепад давления поворотного затвора с тремя эксцентриками все еще относительно невелик. По мере изменения числа эксцентриситетов дроссельной заслонки, соответственно изменяется и уплотнительная способность седла клапана. Уплотнительная способность седла клапана с тремя эксцентриками имеет лучшую По мере увеличения числа эксцентриситетов крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия клапана, уменьшается, поэтому крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия трехэксцентрикового поворотного затвора, значительно меньше, чем у других типов поворотных затворов. С изменением количества эксцентриситетов диапазон температур и давлений, а также диапазон применимых температур дроссельной заслонки также значительно изменятся. Диапазон применимых температур и давлений дроссельной заслонки с тремя эксцентриками является самым большим среди других типов дроссельной заслонки.

4 Преимущества принципа уплотнения тройного эксцентрикового металлического герметичного дискового затвора
4.1 Хорошая производительность резки
Металлический герметичный дроссельный клапан с тремя эксцентриками использует крутящий момент для отсечения клапана, поэтому седло клапана имеет превосходные уплотнительные свойства, поэтому некоторые называют его клапаном с нулевой утечкой. Твердые частицы или грязь в среде не оказывают заметного влияния на режущую способность тройного эксцентрикового металлического герметичного дискового затвора, поскольку, когда клапан близок к закрытию, скорость потока среды очень высока, поэтому грязь не может скапливаться в седле клапана.
4.2 Широкий спектр применения
Затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением имеет широкий диапазон температур и давлений (-253-815°C, затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением с футеровкой может выдерживать более высокие температуры). Номинальное давление трехэксцентрикового поворотного затвора с металлическим уплотнением, выпускаемого определенным заводом, составляет от 150# до 2500#; диаметр трубы — от DN80 мм до DN2200 мм, что недостижимо для большинства других структурных клапанов.
4.3 Внутренняя пожарная безопасность
В обычных противопожарных поворотных затворах неметаллические материалы в уплотнении клапана в случае пожара сгорают или повреждаются под воздействием высоких температур, поэтому уплотнение этого клапана будет меняться до и после пожара. Трехэксцентриковый поворотный затвор с металлическим уплотнением не имеет неметаллических предметов на уплотнительных поверхностях седла и тарелки клапана, поэтому его уплотнительные свойства не меняются до и после пожара, что также называется изначальной пожарной безопасностью.
4.4 Длительный срок службы
Затвор-бабочка с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением представляет собой герметичный клапан металл-металл без тефлона, резины или других неметаллических материалов на уплотнительной поверхности. Поэтому клапан гарантированно будет износостойким и не деформируется после длительной эксплуатации, а также не будет протекать из-за деформации седла клапана. Пластина клапана и седло клапана тройного эксцентрикового металлического герметичного дроссельного клапана разъединяются во время процесса открытия и закрытия клапана, и между ними отсутствует трение. Таким образом, трехэксцентриковый металлический герметичный дисковый затвор имеет длительный срок службы, не подвержен утечкам, требует меньше запасных частей и имеет низкие затраты на техническое обслуживание.
4.5 Хорошая производительность регулировки
Трехэксцентриковый дисковый затвор обладает определенными регулирующими характеристиками и часто используется в качестве регулирующего клапана.
4.6 Малый размер и легкий вес
По сравнению с другими клапанами того же калибра и уровня давления, тройной эксцентриковый металлический герметичный дисковый затвор намного меньше и легче, поэтому он дешевле, а сам клапан прост в установке и опоре трубопровода. Например, высота, длина и вес трехэксцентрикового жесткоуплотненного дискового затвора с фланцевым соединением 150#DN600 мм составляют 1088 мм, 267 мм и 425 кг соответственно; в то время как длина, высота и вес задвижки с фланцевым соединением 150#DN600 мм составляют 3300 мм, 508 мм и 970 кг соответственно.
4.7 Различные конструкции деформации
Затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением имеет различные конструкции деформации для удовлетворения различных потребностей промышленного производства, такие как: затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и рубашкой, предназначенной для поддержания высокой температуры клапана, затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением с вкладышем, предназначенным для сверхвысоких температур, затвор дисковый поворотный с сверхнизкими температурами и охлаждающими ребрами, изготовленными для применения при сверхнизких температурах, а также затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и продувкой паром, специально разработанный для выхода из крекинг-печи этиленового завода. Затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением имеет различные способы соединения, такие как межфланцевое, фланцевое, приварное и сварное.
4.8 Существует много типов материалов для клапанов.
Затвор дисковый поворотный с тройным эксцентриком и металлическим уплотнением может быть изготовлен из различных материалов, таких как углеродистая сталь, низкотемпературная углеродистая сталь, нержавеющая сталь, сплав монель, сплав хастеллой и двухфазный сплав титана и циркония, чтобы соответствовать различным требованиям технологического процесса.
4.9 Легко контролировать автоматически
Открытие и закрытие поворота на 90° является неотъемлемой особенностью клапанов-бабочек. Структура привода поворота на 90° проще, чем структура линейного перемещения, а процесс его действия намного быстрее, что может удовлетворить требования быстрого открытия и закрытия клапанов в промышленности. В то же время, поскольку рабочий крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия тройного эксцентрикового металлического герметичного поворотного затвора, невелик, размер привода, оснащенного поворотным затвором, меньше, чем у привода, оснащенного другими клапанами. Кроме того, поворотные затворы легко оснащаются автоматическими приводами, что создает условия для автоматизации.
4.10 Большой коэффициент клапана
По сравнению с другими клапанами, коэффициент клапана Kv трехэксцентрикового поворотного затвора того же диаметра значительно больше, чем у запорного клапана. При одинаковых гидравлических условиях, при использовании трехэксцентрикового поворотного затвора, из-за его меньшего перепада давления, диаметр может быть меньше, чем у других клапанов.

Принцип уплотнения поворотного затвора с тройным эксцентриковым металлическим уплотнением
Модель утилиты раскрывает триэкцентричный шарнир, включающий корпус клапана бабочки, который представляет собой полную цилиндрическую структуру, дисковый корпус клапана, привязанный к корпусу клапана с клапаном, первым вращающимся валом, подключенным к валу, с подключенным к валу Ниже первого вращающегося вала, второй вращающийся вал, подвижный в рукавице со вспомогательным валом, приводится в движение внутри первого вращающегося вала, установлен с фиксированным рукавом, подключенным к корпусу клапана, соединяется с первым вращающимся валом IOR с неподвижным рукавом приспособленно с помощью конической передачи, а приводная передача на одной стороне конического шестерни.