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U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析

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详细介绍

一、U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析组成结构

柱塞阀主要由阀体、阀盖、阀杆、柱塞、孔架、密封环、手轮等零件组成。其中,柱塞呈圆柱形,与阀座配合紧密,通过上下运动实现阀门的开启和关闭;密封环则用于确保柱塞与阀座之间的密封性。是由阀体、阀盖、阀杆、柱塞、手轮、密封圈、孔架等零部件组成。当旋转手轮的,通过阀杆带动柱塞,使之在两个密封圈之间上下往复运动,完成阀门的开启和关闭。
在柱塞阀中,柱塞与密封圈之间采用过盈配合,当柱塞塞入密封圈内孔时,密封圈被压缩进而紧紧抱住柱塞。这时,依靠过盈密封圈所产生的径向分力将大于流体压力,从而保证了密封。当柱塞抽出时,密封圈在材料的弹性作用下,恢复原状,此时,流体通过孔架及下密封圈而流向出口。
柱塞阀由于密封圈采用非金属材料制成,混合综合性能,有经受长期高温、高压而不丧失弹性的性能,况且柱塞与密封圈之间的接触面积大。因此密封可靠、经久耐用.
柱塞阀是由阀体、阀盖、阀杆、柱塞、孔架、密封环、手轮等零件组成。当手轮旋转,通过阀杆带动柱塞在孔架中间上下往复运动来完成阀门的开启与关闭功能。在阀门中柱塞与密封环间采用过盈配合,通过调节压盖中法兰螺栓,使密封环压缩所产生的侧向力与阀体中孔面及柱塞外圆密封,从而保证了阀门的密封性、同时阀门开启力矩小,能实现阀门迅速开启和关闭。柱塞阀的关闭由一个不锈钢柱塞、上下两只富弹性密封圈及一个金属隔框组成,密封由柱塞与密封圈紧密配合来达到,柱塞插在两只密封圈中,密封面积大于普通截止阀;开关柱塞阀时,柱塞在密封圈中缓慢移动,接触面几乎不磨损,关闭时,柱塞插入下密封圈,截断流道;开启时,柱塞虽然脱离下密封圈,但仍藏在上密封圈内,保持与外界隔离,不致发生泄漏。
由于柱塞表面经过外圆磨床加工而成。密封环采用弹性强、耐磨性高的无毒密封材料,所以密封可靠,经久耐用。从而提高了柱塞阀的使用寿命。

柱塞阀根据密封材料可分为金属密封和非金属密封柱塞阀。按照结构可分为阀瓣平衡式和阀瓣非平衡式两大类,而阀瓣非平衡式又分为直通式柱塞阀、三通柱塞阀、角式柱塞阀、直流式柱塞阀、Z形流道式柱塞阀,阀瓣平衡式分为直流式阀瓣平衡柱塞阀和角式阀瓣平衡柱塞阀。由于金属密封柱塞阀在市场上用量并不是很大,国内专业制造金属密封柱塞阀厂家很少,阀门专业对金属密封柱塞阀做概括性介绍。

U41SM柱塞阀05.jpg

U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析

一、金属密封柱塞阀

金属密封柱塞阀的密封副由精密磨削及抛光处理后的柱塞和在堆焊后的硬阀座面组成。柱塞经粗加工后分别进行渗碳、高频淬火及渗氮等热处理,硬度可高达58~64HRC。

二、非金属密封柱塞阀

非金属密封柱塞阀的密封副由上下两个软密封圈和柱塞组成,当柱塞塞入密封圈内孔时,通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压紧,从而保证了密封,当阀门开启抽出柱塞时,密封圈的材料在弹性的作用下恢复原始状态。柱塞经精密磨削及抛光处理后与阀杆相连接。密封圈采用新型无毒非金属材料,具有耐压、耐磨及自润滑的功能,密封性能好,使用寿命长。

U41SM柱塞阀08.jpg

非金属密封柱塞阀性能特点如下:

1、密封性好

柱塞阀的密封副由一个不锈钢柱塞、上下两只富有弹性的密封圈及能保持上下密封圈固定距离的金属支撑环组成。柱塞像瓶塞一样,插在两只密封圈中。阀体与密封圈、柱塞与密封圈之间的密封力由连接阀体与阀盖的紧固件提供,使它们彼此保持紧密贴合,形成瓶塞效应。

柱塞阀中柱塞和密封圈的接触面是圆柱形表面,其密封面面积大。又因柱塞阀中使用的密封圈具有回弹性好、强度高、热膨胀系数小、自润滑性好等优点,使柱塞阀的密封性能大大提高。

另外,柱塞阀在工作过程中,柱塞在上密封圈之中,柱塞的上、下往复运动由上密封圈给予导向,保证了密封面受力均匀,工作稳定,不会因为操作者使用不当损伤密封面而造成泄漏。

2、耐磨损

关闭柱塞阀时,阀杆带动柱塞插入密封环,如同将瓶塞塞入瓶口一样。无论施加多大的力量旋动手轮,都不会影响柱塞与密封圈之间的密封力,它们之间仍然保持着装配时预紧的程度,亦即其工作表面不受外界因素影响,启闭柱塞阀时,柱塞在密封圈中只做缓慢移动,柱塞与密封圈的接触面几乎不磨损。

流体中的细微杂质不会伤害柱塞阀。当关闭阀门时,柱塞进入密封环中,会将附于密封环内表面的流体中的悬浮微粒刮去。

3、拆装、维修方便

柱塞阀的阀体与阀盖之间留有一定的调整间隙,一旦当密封圈磨损,与柱塞配合表面产生间隙而引起泄漏时,只需将阀门处于关闭状态,然后稍微拧紧阀盖上的螺母,使密封圈再次压缩变形,重新紧紧“抱住"柱塞外配合表面,即可继续使用。直至调整间隙为零时,再换密封圈,这可大大减少维修时间和工作量。

柱塞阀由于密封圈与阀体、柱塞的材质不同,热膨胀系数不一,故在冷热交替的部位会造成瞬时泄漏,但是总的看来,柱塞阀启闭灵活,密封效果好,同时维修拆装方便,在实际生产中还是很适用的。

4、启闭轻便,操作灵活

柱塞阀所选用的密封圈材料具有热膨胀系数小、自润滑性好、强度高、摩擦因数小、耐酸碱、不易老化等优点,加上密封部件接触表面粗糙度等级较高,所以柱塞阀的关闭力只要略大于介质压力即可,因而柱塞阀启闭轻便,操作灵活。

三、直通式柱塞阀

直通式柱塞阀(图3)分非金属密封、金属密封两类。直通式柱塞阀的特点类似于直通式截止阀。

U41SM柱塞阀02.jpg

四、 角式柱塞阀

角式柱塞阀与直通式柱塞阀的工作原理相同,只不过是安装在管线中的位置不同,因而石油、化工、化肥、制药等长输管线中有不少的拐角转弯处,而角式柱塞阀恰好装在这个部位,这样不但减少了接管弯头,而且安装方便,省工省时。

五、 直流式柱塞阀

直流式柱塞阀的优点是介质在内部平稳转弯拐角少。直通式通道为流线型,流阻系数小。

U45SM直流式柱塞阀01.jpg

六、压力平衡式直通柱塞阀

压力平衡式直通柱塞阀的柱塞为空心,上下腔有通孔,这样就可以使柱塞上、下腔压力平衡,以便减小阀门特别是大型阀门在高压介质时的操作力矩。和其他的柱塞阀相比,阀杆要有上密封和填料密封。

七、 暗杆柱塞阀

普通柱塞阀使用在石油、化工、化肥等管线系统中时,绝大部分时间是在室外使用,而往往又是常处于开启位置,这样相当长的一段带梯形螺纹的阀杆裸露在外边,容易被风沙侵蚀,进而损坏,而暗杆柱塞阀阀杆的梯形螺纹处于阀腔内,有效地保护了阀杆的传动梯形螺纹,并且还不增加阀门的高度,安装于操作空间有限的地方极为有利。

U41SM柱塞阀18.jpg

二、U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析工作原理

  1. 开启过程:

  • 当需要开启阀门时,操作阀门的手轮或电动执行机构等驱动装置,使阀杆带动柱塞向上移动。

  • 柱塞离开阀座后,阀门的通道逐渐打开。

  • 介质在压力差的作用下开始从进口流向出口,实现介质的流通。

  1. 关闭过程:

  • 当需要关闭阀门时,反向操作驱动装置,阀杆带动柱塞向下移动。

  • 柱塞逐渐接近并最终压在阀座上,阻断介质的流通通道,从而实现阀门的关闭。

  1. 密封机制:

  • 柱塞阀的密封主要依靠柱塞与阀座之间的紧密配合来实现。

  • 柱塞与密封圈、密封圈与阀体之间均采用适量的过盈配合。通过调节阀盖上固定螺栓的压紧力,使密封圈被压缩,其内圈紧紧“抱住"柱塞外配合表面,外圈紧贴阀体内配合表面。这样在密封圈上所产生的径向分力大于流体压力,从而保证了密封性。

  • 柱塞阀中柱塞和密封圈的接触面是圆柱形表面,其密封面面积大。又因柱塞阀中使用的密封圈具有回弹性好、强度高、热膨胀系数小、自润滑性好等优点,使柱塞阀的密封性能大大提高。


  • U41SM柱塞阀.jpg

三、U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析特点与应用

柱塞阀具有启闭轻便、操作灵活、耐磨损、密封效果好、拆装维修方便等特点。它适用于中、低压阀门的中、小口径管路上,主要作为切断介质使用。同时,由于其密封性能优异,也常被用于需要严格密封的场合。

综上所述,柱塞阀通过其的结构和工作原理,实现了阀门的可靠开启与关闭,以及介质的流量调节。在实际应用中,柱塞阀展现出了广泛的适用性和优异的性能表现。
柱塞阀结构特点

1、法兰柱塞阀是由阀体、阀盖、阀杆、柱塞、导向套、密封环、手轮等零件组成。当手轮旋转时,通过阀杆带动柱塞在导向套中上、下往复运动,使柱塞端部斜锥面与阀座面完成阀门的开启与关闭功能。
2、在阀门中柱塞与密封环采用过盈配合,通过调节中法兰螺栓预紧力,使密封环压缩所产生的侧向力与阀体中孔面及柱塞外圆密封从而耐磨性高的无毒密封材料,所以密封可靠、经久耐用,从而提高阀门的使用寿命。

U41SM柱塞阀20.jpg

U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析性能规范

阀体材料适用温度适用介质压力范围
铸钢≤350℃水、蒸汽、油品PN1.6-4.0MPa
铸铁≤180℃水、蒸汽、油品PN1.6
不锈钢≤200℃硝酸、醋酸通径范围
含钼不锈钢≤550℃氮、氢、尿素等DN15-400mm

柱塞阀压力试验

实验项目实验介质实验压力
压强实验1.5PN
高压密封试验1.1PN
低压气密封试验0.5-0.7MPa






U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析产品性能参数:

阀体材质

铸铁、铸钢、不锈钢、铬钼钢

密封面材质

H、Y、W、SM

工作压力

1.6-10MPA

工作温度

-20°C-450°C

阀门口径

DN15-DN300

连接方式

:法兰、内螺纹

传动方式

手动、蜗轮传动

适用介质

水、油品、气体、燃气、酸类

制造标准

美标

 










U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析产品主要零件材料:

阀体

ASTM A216-WCB ASTM A351-CF8,CF8M,CF3,CF3M

柱塞

铬镍钛不锈钢

导向环

304不锈钢

密封圈

四氟乙烯加柔性石墨(PTFE)    


上盖

ASTM A216-WCB ASTM A351-CF8,CF8M,CF3,CF3M

铜螺母

铜合金

阀杆

ASTM A182-Gr.F6a ASTM A182-F22 ASTM A351-CF8,CF8M,CF3,CF3M

手轮

ASTM A536 Gr.60-40-18、A216-WCB

 










U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析产品主要尺寸:

U41SM柱塞阀10.jpg

DN(mm)/
尺寸 (mm)

UJ41H(Y)-150Lb            U41SM-150Lb

1/2″

3/4″

1″

11/4″

11/2″

2″

21/2″

3″

4″

5″

6″

8″

10″

12″

14″

16″

L

108

117

127

140

165

203

216

241

292

356

406

495

622

698

787

914

H

170

190

210

250

270

300

340

380

420

450

540

640

740

850

970

1100

DO

100

100

120

140

160

180

200

240

270

310

340

400

520

640

760

900

D

89

98

108

117

127

152

178

190

229

254

279

343

406

483

533

597

D1

60.5

70

79.5

89

98.5

120.5

139.5

152.5

190.5

216

241.5

298.5

362

432

476

540

g

35

43

51

64

73

92

105

127

157

186

216

270

324

381

413

470

b

10

111

12

13

15

16

18

19

24

24

26

29

31

32

35

37

Z-φd

4-15

4-15

4-15

4-15

4-15

4-19

4-19

4-19

8-19

8-22

8-22

8-22

12-25

12-25

12-29

16-29

DN(mm)/
尺寸 (mm)

UJ41H(Y)-300Lb             U41SM-300Lb

1/2″

3/4″

1″

11/4″

11/2″

2″

21/2″

3″

4″

5″

6″

8″

10″

12″

14″

16″

L

152

178

203

216

229

267

292

318

356

400

444

559

622

711

838

864

H

170

190

210

250

270

300

340

380

420

460

540

640

740

850

980

1100

DO

100

100

120

140

160

180

200

240

280

310

340

400

520

640

760

900

D

95

117

124

133

156

165

190

210

254

279

318

381

445

521

584

648

D1

66.5

82.5

89

98.5

114.5

127

149

168.5

200

235

270

330

387.5

451

514.5

571.5

g

35

43

51

64

73

92

105

127

157

186

216

270

324

381

413

470

b

15

16

18

19

21

23

26

29

32

35

37

42

48

51

54

58

Z-φd

4-15

4-19

4-19

4-19

4-22

8-19

8-22

8-22

8-22

8-22

12-22

12-25

16-29

16-32

20-32

20-35

一、U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析安装

U41SM柱塞阀08.jpg

选择合适的阀门:根据流体系统的要求,选择合适的阀门类型和规格。考虑流体的性质、温度、压力等因素,确保阀门能够满足系统的需求。

检查阀门:在安装前,对阀门进行全面的检查,确保阀门没有损坏、缺陷或泄漏等问题。同时,检查阀门的标识和说明书,了解阀门的使用和安装要求。

准备工具和材料:准备所需的安装工具和材料,如扳手、螺丝刀、密封垫、密封剂等。确保这些工具和材料的质量和适用性。

清洁接口:在安装阀门之前,清洁管道接口和阀门连接部位,去除杂质、油污和锈迹,确保接口的清洁和平整。

安装阀门:将阀门放置在预定位置,并使用适当的工具将阀门与管道连接起来。确保连接紧固可靠,避免泄漏和松动。

二、U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析调试

U41SM柱塞阀08.jpg

手动操作测试:在安装完成后,首先进行手动操作测试。手动开关阀门,检查其操作是否灵活、指示是否准确。同时,观察阀门在开启和关闭过程中是否有异常现象。

密封性测试:在手动操作测试无误后,进行密封性测试。关闭阀门,观察阀门与管道连接处是否有泄漏现象。如果发现泄漏,应及时查找原因并采取相应的补救措施。

功能性测试:在确保阀门密封性良好的基础上,进行功能性测试。根据系统的工艺流程,模拟实际运行条件,测试阀门的开关性能、调节性能等是否符合要求。

自动调节系统调试:如果阀门配备了自动调节系统,还需要进行自动调节系统的调试。根据系统的控制要求,调整阀门的控制参数,测试自动调节系统的准确性和稳定性。

三、U41SM化工部法兰式柱塞阀选型分析注意事项

U41SM柱塞阀33.jpg

遵循安装要求:在安装过程中,务必遵循阀门的使用和安装要求。不要随意更改或省略安装步骤,以免影响阀门的性能和使用寿命。

注意安全操作:在调试过程中,要注意安全操作。特别是在进行密封性测试和功能性测试时,要确保人员和设备的安全。

记录调试数据:在调试过程中,要详细记录调试数据,包括操作过程、测试结果等。这些数据对于后续的故障排查和维护保养具有重要意义。

U41SM柱塞阀13.jpg

总之,阀门的安装调试工作是一个复杂而细致的过程。通过遵循正确的安装步骤和调试流程,您将能够确保阀门的正常运行和系统的稳定性。同时,注意安全操作和记录调试数据也是非常重要的。希望本文对您在阀门安装调试过程中有所帮助。