蝶閥蝶板與密封圈壓板連接結構的改進
1、概述
蝶閥作為管路系統通斷及流量控制的部件,已在石油、化工、冶金和水電等許多領域中得到廣泛應用。常用蝶閥一般采用軟密封結構,通過壓板將密封圈固定在閥座或蝶板上。這種結構的蝶閥,壓板連接螺釘在閥門流道內直接接觸流體介質,受流體運動和管道振動等影響,使用一段時間后有可能導致螺釘脫落,密封失效,影響設備的運行安全。通過分析改進了蝶閥密封結構,解決了蝶板密封圈壓板螺釘脫落的問題。
2、分析
為了防止閥門密封圈壓板和蝶板的連接螺釘松動,在壓板上設有防松用的緊定螺釘( 圖1) 。根據設計要求,在連接螺釘將密封圈壓板連接完成后,擰緊防松螺釘,實現連接螺釘的防松。該連接形式結構簡單,裝配容易,但很難保證管路系統長期使用時密封圈壓板連接螺釘和防松螺釘不脫落。當擰緊力矩小時,連接螺釘容易受振動影響而脫落。當擰緊力矩大時,容易導致螺釘損壞。擰緊力矩還與螺釘孔的加工精度有關。
(a) 連接螺釘結構 (b) 防松螺釘結構 (c) 壓板螺釘分布
圖1 改進前的蝶板密封圈連接結構
3、改進
圖2 為改進后的機械防松裝置。
(1) 為防止連接螺釘松動脫落,將緊定螺釘改為防松螺釘,并在螺釘底部增設一字槽。防松螺釘安裝在密封圈壓板上,在運行中不需要拆卸。
(a) 連接螺釘結構 (b) 防松螺釘結構 (c) 止動墊圈安裝
圖2 改進后的蝶板密封圈連接結構
(2) 為防止連接螺釘脫落,在連接螺釘的底部增設一個止動墊圈,用墊圈上四個爪將螺釘固定,螺釘不能轉動,從而實現防松。閥門檢修需要拆卸連接螺釘時,只需將防松墊圈的四個爪分開即可操作。改進后的防松用螺釘其頭部裝于蝶板和壓板中間位置,避免了螺釘的松動和脫落。連接螺釘在防松螺釘提供的張緊力和止動墊圈的限制雙重作用下,保證了不松動和不脫落。
4、試驗驗證
對蝶板密封圈連接結構改進后進行了螺釘防松試驗。試驗結果表明,改進前的結構從設計原理上是正確的,但是無法避免防松螺釘擰緊力矩不足所導致的螺釘脫落風險。依靠螺紋防松密封膠的保護作用可以防止螺釘松動與脫落,但由于該結構的螺釘直接與流體介質接觸,采用螺釘防松密封膠并不能起到長期的保護效果。改進后,依靠機械防松方式可以有效的避免螺釘松動和脫落。
5、結語
軟密封蝶閥蝶板密封結構改進后,密封圈壓板螺釘連接可靠,結構合理,使用壽命提高,滿足了工況需要,收到良好的效果。
參考文獻
〔1〕陸培文. 實用閥門設計手冊〔M〕. 北京: 機械工業出版社,2002.
〔2〕GB /T 70. 1 - 2008,內六角圓柱頭螺釘.
〔3〕GB /T 77 - 2007,內六角平端緊定螺釘.