3.2.2 手动旋塞阀设计
常用的旋塞阀设计是直线通过,两个路线操作(入口和出口),且闭合元件位于阀体中部。闭合元件(旋塞或套筒)通过阀体顶部入口可进入阀体,并用阀盖帽(有时叫顶部帽)密封。大多数阀体配有整体法兰,但也畅游使用螺纹连接的端头。在入口直角处另设第三个开口的典型三通阀也是常见的。根据阀的安装以及阀的位置,三通的闭合元件是用于转变方向和合并物流。图3.2表示六种三通的物流布置图。
旋塞阀面对面的标准通常是按照ANSI标准B16.10中的长和短两种型式。但是许多制作商已经选用用于闸阀的尺寸。不仅这个标准能交加地复合旋塞阀的设计数据,并且在现有的工艺操作中也可使用1/4旋转的旋塞阀代替闸阀。阀芯可以是圆柱形的,在提供阀体壁和阀芯之间的牢固密封中不存在某些问题。密封是重要的,所以不会发生沿着闭合元件外侧直径的国度泄漏。它也为阀门顶部工件提供密封。为提供一个充分的密封通常使用三种方法:在发新和阀体之间使用圆柱形套筒,在阀芯和阀体之间使用O形环和注入有延性的密封胶。对圆柱形套筒来说,拧紧顶部共建能对套筒和阀芯施加压力。带有O形环的压力配合也可提供一个合适的密封。但密封剂的设计提出了当阀门经过几次冲程的活动后密封剂逐渐腐蚀的维护问题。在某些高温操作中,在阀门每一次冲程之后需要再次注入密封剂。密封阀芯和阀体的最好方法之一是使用圆锥形阀芯,它被楔入塑料或其他非金套筒中。当阀盖帽已被拧紧,由拧紧阀盖帽所产生的轴向力将圆锥形发信推入较软的套筒之内,而提供一个严密的密封。套筒的内径有个光滑的表面有助于对阀芯外表面间的物流密封。套筒外表面有一系列凸条以利于套筒在法提保持其位置。典型的套筒是由半刚性的弹性体(如PTFE或其他塑料)制成。因为金属表面在塑料表面上滑动时摩擦很小,圆锥阀芯是带有硬铬表面的不锈钢或碳钢制成。
阀芯可设计成具有各种各样流动面积、形状和功能的流动出入空。常用的开口设计可允许在最大流动面积时产生很小的压力将。阀芯的形状也可赋予节流操作的特征。某些圆柱形阀芯具有相同形状的全面积开口作为流动通道,它也允许清晰猪通道。由某些旋塞阀门制造厂可以获得能防止颗粒堵塞和堆积的自清洁开口的阀门。其他阀芯具有多空的结构,以防止和减少产生空穴的损害。圆柱形阀芯流动开口的典型形状是长方形或圆形开口以引导物流。
如前所述,许多密封设计用于防治通过闭合元件的流体泄漏:如润滑剂、O形环及套筒。总值今天使用的最常见的方法是套筒和圆锥形阀芯,它不仅提供一个通过闭合元件的密封,同时也和顶部工件密封机构连同工作以组织大气通过顶部工件泄漏。大多数用于抵押低温操作下的旋塞阀,顶部工件的主要密封式套筒本身,它在法提和套筒之间以及套筒和阀芯之间密封。顶部工件时使用金属推力卡圈和一个阀芯杆四周密封的弹性体鼓膜设施。膜起一个弹簧作用,它有助于对旋塞试驾恒定的推力以维持全密封。膜外侧部分的作用也如垫片,以密封阀体和阀盖帽之间的缝隙。某些旋塞阀,特别是用于高温高压操作并使用填料盒的那些,能有效地眯缝阀杆,但要求一个阀盖法兰以向填料施加压力。当已使用填料则一般是不需要膜的,但在阀体和阀盖帽之间需要点片以代替它。
用于某些腐蚀性化学药剂的操作时(例如盐酸、硫酸、废酸以及盐水),旋塞阀体全部内衬PTFE,以及在阀芯上敷以相似的镀层。其他先死得衬里材料包括聚乙二烯(PVDF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯和聚丙烯。衬里的旋塞阀可在阀杆处两重密封以防止向大气泄漏,以及在阀体本身外表面敷以耐腐蚀的覆层,保护阀体以抗工艺滴漏。正如大多数耐腐蚀材料一样,衬里是完全不起化学作用和密封的。衬里阀的一个缺点是塑料对塑料密封所需的扭矩比钢对钢密封所需的扭矩大。为保证旋塞阀1/4旋转行程不被超过或不足,采用了一个止动环设施。止动环设计成安装在旋塞顶部的平板上并和旋塞杆一起旋转。止动环的一部分设计成带有1/4旋转通道,它与阀盖帽、压盖法兰处上的固定键相交。当阀芯运动,固定键使止动环和阀芯不在1/4旋转范围以外运动。