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双气缸活塞式气动闸阀设计规范

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详细介绍

双气缸活塞式气动闸阀设计规范介绍了双气缸气动闸阀的工作原理、结构特点及工业应用情况。针对目前闸阀,设计采用双气缸气动闸阀,分析了双气缸气动结构设计特点,双气缸气动闸阀与普通闸阀相比有显著的优势。

1、双气缸活塞式气动闸阀设计规范概述
  闸阀适用于水、油、气及含酸、碱类腐蚀性等工艺介质环境,也适用在易燃、易爆、导热油、高纯度和有毒等介质的管路上。但在煤炭、冶金及石油化工等行业中,由于管路中含有大量颗粒状物料和矿砂,所以对管路中阀门的磨损比较严重,特别是煤炭系统中的重介质选煤过程尤为突出。使用普通的闸阀一般使用寿命仅3 个月左右,且多数是手动操作,开关费力又不方便,经常由于闸板下部堆料而关闭不严,这种方式劳动强度较大,操作手段落后,在一定程度上阻碍了自动化生产的发展,已经不适应当前工业生产高速发展的需要,所以很有必要研究开发各种驱动装置闸阀。随着现代核工业、石油化学工业、电子工业和航天工业的发展,以及流程工艺自动控制和远距离流体输送的发展,促进了现代闸阀的发展。用于远距离控制和程序控制的闸阀驱动装置( 电动、气动、液动、电- 液联动或气- 液联动等) 开始得到应用。双气缸气动闸阀的应用会大大减轻劳动强度,提高工作效率,并能在事故状态下节省开关阀时间,减少事故造成的经济损失,而且其技术*,性能可靠,操作和维修方便。
具有气动执行机构和手动及其保护机构的低支架闸阀。气动闸阀由于采用双层气缸结构,与单气缸式气动闸阀相比,提升力增大了一倍。阀门具备缓冲机构,能有效地减速轻了关闭阀门时,活塞下行冲击而造成的阀板车密封面和阀体密封面的磨损,也能避免闸板卡死的现象。它的供气压力大于薄膜执行机构的供气压力,故输出力较大,通常使用在高压调节阀上,如执行机构要用于比例控制,则需带双作用气动阀门定位器。


 气动闸阀执行器附件选项

根据不同控制和要求可选择下列附件:
回讯器:也叫限位开关,远程反馈开关信号(可选防爆)。
电磁阀:双作用选二位五通、单作用选二位三通(可选防爆)。
三联件:可对气源稳压、过滤、气缸加润滑油。
手轮机构:转动手轮机构,可实现手动开、关阀。
电气定位器:输入4~20mA信号,实现阀门调节功能。


2、双气缸活塞式气动闸阀设计规范结构特性
  双气缸气动闸阀主要由阀体、阀盖、闸板、阀杆、密封圈、双层气缸及活塞、活塞杆、隔板连同缓冲机构、手动机构、气动- 手动转换装置和阀盖填料箱装置等组成。
  (1) 弹性闸板和阀座密封可靠,零渗漏。且弹性阀座流阻小,水头损失少。
  (2) 气动- 手动转换机构装在气缸盖的上部,在闸阀开启和关闭过程的任何位置上,都可十分方便地转动操作手柄,直接地进行由气动至手动或由手动至气动的操作方式转换。转换操作手柄采用定位销式自锁设计,定位可靠。电磁阀及其控制电路或供风系统发生故障时,不需其他辅助工具,即可迅速转换成手动操作状态,保证线路正常运行,避免事故发生。在新建工程的自控系统未完成之前,本系列闸阀可以作为手动闸阀使用,操作时灵活轻快。
  (3) 关阀时间可调,通过调整安装在隔板上的缓冲机构,还可以在一定范围内调整闸阀关闭的时间。
  (4) 闸阀可以配用电的或气的回讯器,用以发送阀门开关状态信息( 其中防爆行程开关有国产和进口两种) 。因此,使用本阀可以实现远距离控制、集中控制和自动控制。
  (5) 闸阀的气缸选用无缝钢管制造,内表面镀铬,并经抛光处理,具有摩擦力小、不易锈蚀、高硬度和寿命长等优点。
  (6) 气缸中的密封圈采用耐油橡胶O 形圈,密封性能可靠,维修时更换方便。


3、双气缸活塞式气动闸阀设计规范工作原理
  双气缸气动闸阀以0. 4 ~ 0. 6MPa( 表压) 净化压缩空气作为工作动力,推动活塞,带动闸板作垂直于流体的位移,实现开启或关闭阀门的目的。双层气缸和缓冲机构的工作原理,按闸阀工作的4 个阶段完成( 图1) 。

(a) 开启前阶段(b) 开启后阶段(c) 关闭前阶段(d) 关闭后阶段
图1 双气缸工作原理
  3.1、开启的前阶段
  在闸阀开启的前阶段,上层气缸的活塞( 以下简称上活塞) 和下层气缸的活塞( 以下简称下活塞)同时受力,阀杆在上、下活塞的推动下,以单活塞近二倍的提升力,克服闸板密封面和阀体密封面之间的大静摩擦力,带动闸板上升。压缩空气由上气缸的下气室,经由设置在隔板内的特定通道,通过连通管,到达下气缸的下气室,推动上下活塞同时工作。下气缸上气室中的气体,经过设置在隔板内的另—特定通道排出气缸体外。
  3.2、开启的后阶段
  在闸板稍开启以后,下活塞就运行到了上止点,闸板在上活塞带动下,继续提升,直至到了全开位置。
  3.3、关闭的前阶段
  在阀门关闭的前阶段,在上活塞的推动下,闸板离开全开位置,开始下降。
  3.4、关闭的后阶段
  当上活塞接触到下活塞凸台,并带动下活塞一起继续下降时,由于下气缸上气室的进气通道和下气缸下气室的排气通道设有阻碍,明显地减慢了下行的速度,直至闸板下降到了全关位置。减缓闸板下行的冲击,自行可关严阀门,又不使闸板楔得过紧,同时还保护了密封面,免受猛烈冲击而损坏。

技术参数



公称通径(DN/mm)50~700
公称压力(DN/MPa)1.6~10.0
气缸类型单缸单活塞双动作/双缸双活塞双动作(任选)
工作介质经净化压缩空气
介质温度5~55℃(低于5℃的压缩空气需经特殊除水处理)
工作环境潮湿、多尘、易燃、易爆
气缸操作压力(MPa)0.25~0.5

公称通径(DN/mm)50~100125~200250~300350~400500~600700
开关全行程切断时间/S<4<8<13<16<22<25
气动/手动装置形式手轮上装式/手轮中间式(任选)
气动/手动装置操作详见指示牌所示、操作要领
阀门控制型式单电控/双电控(任选)可提供防爆型
执行机构与阀连接气动控制阀数据单

执行机构尺寸

公称通径(DN/mm)5080100125150200250300350400450500600700
气缸内径(mm)120~160200300360400615
单缸高度(H/mm)405475525565605780830930100010801130120013001450
双缸高度(H/mm)560630680720760930980108011501230128013501450 1600 

 执行机构控制配件技术参数

项目\\型号名称

LLF 3 25
防爆阀门控制箱

VAP ASCO
电磁阀
防爆软管限位开关(回讯器)
性能规范隔爆型

本安型

使用压力:0.02-0.1MPa

24VDC
使用压力
0.02-0.1MPa
耐压:2.0MPa
围转:360°
220VDC
0.5A
触点:单级双触点
气源连接螺纹通径6mm/3-M12×1.25
通径10mm/3-M18×1.5
通径15mm/3-M22×1.5
 
接口直径
Rc1/4、Rc1/2
  
电源进线防爆软管接螺纹M27×1.5、G3/4   
回讯器进线防爆软管连接螺纹  M16×1、G1/2M16×1.5、Z1/2(进口)
阀门公称直径配气源铜管直径DN50~150mm配φ8×1
DN200~250mm配φ12×1
DN300~600mm配φ16×1.5
DN700mm配φ18×2
   
备注·手控装置有自锁机构
·电路故障时进行手动操作
·VPA和ASCO电磁阀、限位开关的控制
电源回讯器等可集中接入接线盒中

4、双气缸活塞式气动闸阀设计规范使用过程
  (1) 阀门气动时,上活塞行至行程上端点触动上回讯器,使之发讯,下活塞行至行程下端触动下回讯器,使之发讯,以作为闸阀开闭信息在中央操作室的模拟仪表盘上进行显示。
  (2) 手轮上部的外伸指示杆的上升和下降,标示着该阀的闸板是处于提升还是下降状态。闸阀关闭时,外伸指示杆位于低位置。反之,闸阀全开时,外伸指示杆位于位置。此即为阀门启闭状态的现场指示。
  (3) 气缸盖上部装有气动- 手动转换装置。将转换手柄顺时针方向提转到“气动”定位孔处定位,闸阀处于气动操作状态。反之,将转换手柄逆时针方向提转到“手动”定位孔处定位,闸阀即可进行手动操作。手动操作闸阀时,手轮顺时针旋转为关,逆时针旋转为开,其中带锥齿轮传动的,其手轮旋向相反。
5、维护保养
  (1) 在使用中,应将闸板全开全关,不允许开启一部分作为调节流量的节流阀使用。否则,在介质的冲刷下易造成密封面损坏。
  (2) 应经常检查气源的分水过滤器、减压阀和油雾器。必要时应定期在气缸内壁加注少量润滑油。
  (3) 阀门使用期间,应视其动作频繁程度进行定期检查和维护。
  (4) 供气故障时,应及时将气动转换为手动,转换时应先将转换手柄向外拉出定位销,手柄沿逆时针方向扳转,并适度转动手轮使手柄扳到位后,即可对阀门进行手动控制。当手动转换为气动时,手沿顺时针方向扳转复位。在操作中必须注意气动与手动不得混乱,特别是转换手柄在手动位置时,不许进行气动。


6、双气缸活塞式气动闸阀设计规范工业应用
  双气缸气动闸阀应用在柴油罐区时,储运调和柴油罐区拥有柴油罐共10 座,该气动阀是安装在柴油罐的生产线、新生产线、调合入口线,共安装气动阀24 个。该气动阀正常情况下由操作室中计算机控制开关,在控制阀回讯信号失灵时要使用手气动,若手气动仍然失灵,则将气动阀切换到手动操作,即与一般闸阀一样操作。该气动阀在柴油罐区的使用已有一段时期,从使用和维护情况看,该阀技术*,性能可靠,操作切换和维修方便,*生产操作要求,操作使用中基本无泄漏,可保持周围环境整洁,地降低了维护的工作量和费用。该双气缸气动闸阀经过在柴油罐区一段时期的应用,通过与普通闸阀相比,具有显著的优势。
  (1) 该阀只须在操作室内即可完成切换操作,既减轻了劳动强度,又提高了工作效率。
  (2) 阀门具有灵活可靠的气动- 手动转换机构。当控制电路或供风系统发生故障时,不需其他辅助工具,即可迅速转换成手动操作状态,保证线路正常运行,避免事故发生。而普通闸阀在出现故障后只能维修、更换或停用。
  (3) 该阀的气缸选用无缝钢管,内表面镀铬,具有不易腐蚀、使用寿命长等优点。而普通闸阀大多是由铸铁制造,易腐蚀,维护费用高,且容易泄漏,污染环境。
  (4) 阀门气缸中的密封圈采用耐油橡胶O 形圈,密封性能可靠,维修时更换方便。而普通闸阀一般都使用软填料密封,其密封效果不太理想,泄漏率较大。尤其是阀杆腐蚀后,其泄漏情况更为严重。即使压完填料后,再开关几次,密封又失效,所以只能更换。


7、双气缸活塞式气动闸阀设计规范结语
  双气缸气动闸阀采用气动驱动装置,安全,可靠,成本低,维修方便。气动机构采用双气缸结构,能解决闸板在阀体内楔死的问题。气缸中的密封圈采用耐油橡胶O 形圈,密封性能可靠,维修时更换方便。在气缸盖上部装有气动- 手动转换机构,可进行由气动至手动或由手动至气动的操作方式转换。转换操作手柄采用定位销式自锁设计,定位可靠。双气缸气动闸阀具有一系列技术优势,能够满足相关工况系统的需求,具有广阔的工业应用前景。