国外除鳞阀结构及特点.pdf

文章编号 1002258552009 0120021203 作者简介李本林1966 - , 男,工程师,主要从事阀门新产品开发及技术管理工作。 国外除鳞阀结构及特点 李本林 湖北高中压阀门有限公司,湖北 武汉430415 摘要 介绍了几种国外进口除鳞阀的结构特点、 驱动型式和控制方法,分析了其性能,论述了 研制除鳞阀时应注意的技术问题。 关键词 除鳞阀;结构;特点 中图分类号TH134 文献标识码A The structure and characteristic of descaling valve made by foreign manufacturers L I B en2lin Hubei H igh and M edium Pressure V alve Co. , L td,W uhan430415, China AbstractA ccording to differences of structure, drive type, control m ode am ong the descaling valves m ade by foreign m anufacturers and applied by several dom estic iron structure; characteristic 1 概述 除鳞阀广泛应用于冶金行业热轧除鳞系统的高 压水管路上。该系统可以除去钢板或钢坯表面的氧 化皮。在控制系统介质气或液压力及高压水的 作用下,阀门处于常关状态。当钢板或钢坯进入预 定工位,控制系统得到除鳞信号,电磁阀得电换向, 阀门打开,除鳞阀开始喷射高压水除鳞。当钢板或 钢坯离开预定工位,控制系统得到除鳞结束信号,电 磁阀断电换向,阀门关闭,除鳞系统停止高压水喷 射,除鳞结束。经过除鳞工艺处理后的钢板或钢坯 表面光洁度高,外观质量和后续加工性好。除鳞阀在 系统中起着非常重要的作用,其性能和质量直接影响 着钢厂的生产质量和经济效益。本文介绍几种国外 除鳞阀的结构形式和基本特点。 2 结构 除鳞阀由主阀部分、 驱动部分和控制部分组成。 主阀可以采取柱塞式、 截止式或柱塞截止相结合结 构。驱动装置可以是气动式或液动式。控制方式可 以采取气动式、 液动式、 气液联动式或电液联动式。 根据主阀结构形式的不同以及驱动和控制方式的差 异,除鳞阀在结构及性能方面可组合成不同的类型。 3 特点分析 311 美国公司产品 美国HUNT公司生产的除鳞阀为气动平衡滑 阀柱塞式低进高出结构图1 ,铸造圆柱形阀 体,气源驱动,气动控制由气动三联件、 二位五通 电磁阀、 节流阀及气缸等元件组成。该阀特点如 下。 ① 柱塞运行向上关闭,向下打开。因阀杆上开 孔后有高压水通到平衡腔,使阀杆受到向上的高压 水压力被大部分平衡掉,故阀门柱塞向下开启的 速度受不利影响小,基本符合实际生产使用要求。 ② 因柱塞运行向上关闭,受高压水向上压力作 用的影响,在出现断电断气等紧急情况时阀门可自 动关闭,安全性好。 ③ 高压水和低压控制气在结构上分开,不会互 通以致影响使用效果和安全。 ④ 由于有平衡腔作用,阀杆可以做得相对大些 122009年第1期 阀 门 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 或者说气缸可以做得相对小些,结构及受力安排能 趋于紧凑合理。 ⑤ 阀体为铸件,结构紧凑,材料用量及加工量 少,但阀门整体高度较高。 ⑥ 在气缸内设有内置式位置检测器,可以检测 阀门的启闭,并便于实现集中控制或PLC控制。另 外其结构也易直接观察到阀杆的运动位置。 ⑦ 与柱塞配合的衬套与阀体在内腔焊接,工艺 独特,且使结构趋于简单,可靠性高。 ⑧ 阀门整体外形美观,加工质量好,有较高的品 质感。 图1 HUNT公司除鳞阀 312 德国公司产品 1Dr . BREIT公司 Dr . BREIT公司生产的除鳞阀图 2 为阀瓣截 止式低进高出结构,锻造圆柱形阀体,气源驱动,气 动控制由气动三联件、 二位五通电磁阀、 节流阀等 元件组成。该阀特点如下。 ① 阀瓣向下运行截止,向上运行打开。因高压 水及气压的作用,使得阀门开启速度快,关闭较慢, 用水稍多,基本符合实际生产使用要求。 ② 采用手动三通阀引高压水入气缸上部平衡 腔,如遇断电断气或其他紧急情况只能手动而不能 自动紧急关闭,有一定安全性,但效果不甚理想。 ③ 高压水和低压控制气源在结构上分开,不会 互通以致影响使用效果和安全。 ④ 圆柱形阀体,质量轻,外形美观,材料用量及 加工量少。 ⑤ 转法兰活动连接,管道安装应力小,安装接驳 方便。 ⑥ 截止处阀瓣、 衬套及密封圈易被冲蚀而致损 坏。 ⑦ 气缸采用铝合金,质量轻,且便于开闭位置检 测但实际未安装检测装置。 ⑧ 压力检测点及卸压点多,便于检测和维修。 图2 Dr . BREIT公司除鳞阀 2VATECH公司 VATECH公司生产的除鳞阀图 3 为阀瓣截止 式低进高出结构,锻造方形阀体,液压驱动,利用高 压水本身为控制介质的电液联动控制二位三通电 磁阀直接控制介质。该阀特点如下。 图3 VERTEC公司除鳞阀 ① 无气动控制,引高压水作控制介质来控制高 压水,使得结构非常简单。 ② 电磁阀直接流通介质,故需要耐高压,且其前 需加装过滤器以不致堵塞电磁阀控制口孔口较 小 , 对水质要求较高。 ③ 无阀杆,且阀瓣启闭速度不受不平衡力影响。 ④ 断电后阀门因控制介质的高压作用迫使阀瓣 自动关闭,安全性好。 ⑤ 阀体因结构简单而使得体积较小,材料用量 及加工量少。 ⑥ 检测和卸压点较多,便于检测和维修。 ⑦ 检测仪表完备,有压力表及压力传感器,检测 和控制手段完备。开闭靠压力传感器指示无机械 22 阀 门 2009年第1期 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 指示装置 , 便于集中监控或实现PLC控制。 ⑧ 截止处阀瓣、 衬套及密封件易被冲蚀而致损坏。 313 意大利公司产品 意大利I NOXI HP公司生产的除鳞阀图 4 为 阀瓣截止式低进高出结构,锻造方形阀体,液压驱 动,气液联动控制用电磁阀控制气动三通先导阀, 再用先导阀控制主阀。该阀特点如下。 图4 意大利I NOXI HP公司除鳞阀 ① 通过电磁阀控制气动三通先导阀引来高压水 作控制介质控制高压水,使得结构简单。 ② 对水质要求不十分严格,无须过滤装置。 ③ 阀瓣向下运行截止,向上运行打开,无阀杆且 启闭速度不受干扰。 ④ 断电断气后阀瓣向下关闭,得电得气打开,安 全性好。 ⑤ 阀体因结构简单而使得体积很小,材料用量 及加工量少。 ⑥ 检测和卸压点较多,便于检测和维修,但无阀 门开闭检测指示。 ⑦ 硬密封截止面较易被冲蚀而致损坏。 ⑧ 高压水与低压气不会因互通而影响使用效果 及安全性。 314 其他类型 国外降鳞阀的另一种样式为柱塞截止相结合形 式,一字口进出结构,铸造阀体,气液驱动,气液联动 控制气缸向上运行结合高压控制介质的泄压打开 阀门,气缸向下运行结合高压控制介质向下的压力 来关闭阀门。该阀特点如下。 ① 通过气液联动控制使得阀门控制的可靠性非 常高。 ② 对水质要求不十分严格,无须过滤装置。 ③ 柱塞式阀瓣向下运行截止,向上运行打开,启 闭速度因为气液联动的双重作用而不受干扰。 ④ 断电断气后柱塞式阀瓣因控制介质向下关 闭,得电得气打开,安全性好。 ⑤ 阀体因气液联动控制而致体积略显庞大。 ⑥ 检测和卸压点较多,便于检测和维修,但无阀 门开闭检测指示。 ⑦ 通常截止式密封面较易被冲蚀而致损坏,经 特殊处理的软硬结合密封面可以有较好的使用效果 和较长的使用寿命。 ⑧ 高压水与低压气因结构分开不会互通而致影 响使用效果及安全性。 4 研制中应注意的问题 除鳞阀在进行国产化研发时应注意几个方面的 问题。 ① 安全性 应注意断电或断气时应使阀门能 迅速关闭,确保设备处于安全状态,从而不致发生重 大伤亡事故。另外控制介质特别是低压控制介质一 定要与高压工作介质在结构上分开,从而避免可能 发生事故的安全隐患。 ② 可靠性 结构形式、 驱动和控制方式的组 合要使得结构尽可能简单可靠,尽量减少泄漏点和 故障点。 ③ 合理性 应尽量使结构受力平衡合理,阀 门启闭速度快,响应时间短;阀体材料用量少,加工 量少,便于加工、 装配、 试压和安装。 ④ 易维护性 阀体应设置必要的压力检测点 和泄压点,方便高压除鳞系统设备的维修工作。 ⑤ 可监控性 阀门应设置启闭信号检测和指 示装置,便于观察阀门运行状态以及电气监控或实 现PLC集中控制。 ⑥ 使用寿命 阀门的密封效果通常决定着阀 门的质量性能和使用寿命。应注意柱塞式、 截止式 或二者结合式各自的优缺点,结合密封材料的改进 来趋利避害,以期在设计阶段就能保证其使用寿命 尽可能的延长。 5 结语 经过分析各种除鳞阀的特点,研制成功了气液 联动控制柱塞平衡式除鳞阀,该阀经多家用户使用, 其除鳞效果良好,满足了实际使用要求,可以替代进 口产品。 参考文献 〔1〕 杨源泉.阀门设计手册〔M〕.北京机械工业出版社, 1992. 收稿日期 20081081 23 322009年第1期 阀 门 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载