旋塞閥
一、簡(jiǎn)介
旋塞閥是關(guān)閉件或柱塞形的旋轉(zhuǎn)閥，通過(guò)旋轉(zhuǎn)90度使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟或關(guān)閉的一種閥門。旋塞閥的閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。在圓柱形閥塞中，通道一般成矩形；而在錐形閥塞中，通道成梯形。這些形狀使旋塞閥的結(jié)構(gòu)變得輕巧，但同時(shí)也產(chǎn)生了一定的損失。旋塞閥***適于作為切斷和接通介質(zhì)以及分流適用，但是依據(jù)適用的性質(zhì)和密封面的耐沖蝕性，有時(shí)也可用于節(jié)流。
旋塞閥是一種快速開(kāi)關(guān)的直通閥，由于旋密封面之間運(yùn)動(dòng)帶有擦拭作用，而在全開(kāi)時(shí)可完全防止與流動(dòng)介質(zhì)的接觸，故它通常也能用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。旋塞閥的另一個(gè)重要特性是它易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu)，以致一個(gè)閥可以獲得兩個(gè)、三個(gè)，甚至四個(gè)不同的流道。這樣可以簡(jiǎn)化管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、減少閥門用量以及設(shè)備中需要的一些連接配件。
旋塞閥廣泛地應(yīng)用于油田開(kāi)采、輸送和精練設(shè)備中，同時(shí)也廣泛用于石油化工、化工、煤氣、天然氣、液化石油氣、暖通行業(yè)以及一般工業(yè)中。
工作原理：用帶通孔的塞體作為啟閉件的閥門。塞體隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作。小型無(wú)填料的旋塞閥又稱為“考克”。旋塞閥的塞體多為圓錐體（也有圓柱體），與閥體的圓錐孔面配合組成密封副。旋塞閥是使用***早的一種閥門，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)迅速、流體阻力小。普通旋塞閥靠精加工的金屬塞體與閥體間的直接接觸來(lái)密封，所以密封性較差，啟閉力大，容易磨損，通常只能用于低壓（不高于1兆帕）和小口徑（小于100毫米）的場(chǎng)合。
二、分類
旋塞閥按用途分類包括：軟密封旋塞閥，油潤(rùn)滑硬密封旋塞閥，提升式旋塞閥，三通和四通式旋塞閥。
軟密封
軟密封旋塞閥常用于腐蝕性、劇毒及高危害介質(zhì)等苛刻環(huán)境，嚴(yán)格禁泄漏的場(chǎng)合，以及閥門材料不會(huì)對(duì)介質(zhì)形成污染的場(chǎng)合。閥體可根據(jù)工作介質(zhì)選用碳鋼、合金鋼及不銹鋼材料。
A. 可根據(jù)使用溫度和工作介質(zhì)采用F4、F46、PVDF、PP、PO、PE等自潤(rùn)滑材料襯套，潤(rùn)滑好，在整個(gè)工作過(guò)程中密封副摩擦系數(shù)小，塞體運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，使用壽命長(zhǎng)。
B. 閥體進(jìn)出口端窗口設(shè)計(jì)及雙道溝槽密封環(huán)結(jié)構(gòu)，旋塞在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，其密封副間的密封比壓在逐漸變化，直至到達(dá)全開(kāi)或全關(guān)位置時(shí)，產(chǎn)生足夠的密封比壓，密封副達(dá)到零泄漏。
C. 雙道溝槽密封環(huán)既可以使襯套穩(wěn)固在閥體內(nèi)不產(chǎn)生位移，又可吸收由于溫差變化引起襯套產(chǎn)生的微量變形，同時(shí)襯套與旋塞之間產(chǎn)生有力的摩擦，具有自動(dòng)清潔作用，提高了密封面的使用壽命。
D. 柱塞頂部獨(dú)特的反唇式密封設(shè)計(jì)，采用一個(gè)軟密封材料膜片和金屬膜片與調(diào)整墊片組合既可以調(diào)整密封面間的密封比壓，使塞子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，又可以保證進(jìn)，出口端和中法蘭連接端的密封。
E. 適合用于高沖刷性的氣固。液固相介質(zhì)。如PVC、尿素、醋酐、燒堿生產(chǎn)裝置中，或?qū)ν庑孤┮蟾呓橘|(zhì)，如HF,光氣等。
F. 介質(zhì)可雙向流動(dòng)，安裝方向不受限制，實(shí)現(xiàn)在線維修，使用更方便
G. 獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止靜電，安全防火，使用安全。
油潤(rùn)滑硬密封
油潤(rùn)滑硬密封旋塞閥可分為常規(guī)油潤(rùn)滑旋塞閥和壓力平衡式旋塞閥。特制的潤(rùn)滑脂從塞體頂部注入閥體錐孔與塞體之間，形成油膜以減小閥門啟閉力矩，提高密封性和使用壽命。其工作壓力可達(dá)64MPa，***高工作溫度可達(dá)325度，***大口徑可達(dá)600mm。
1、常規(guī)油潤(rùn)滑旋塞閥
A. 常規(guī)硬密封旋塞閥，旋塞錐體的安裝方式為正裝。為了減少閥體和旋塞密封面的摩擦力，閥門一般采用密封油脂潤(rùn)滑閥座的密封結(jié)構(gòu)。從高壓油咀注入的高壓密封油，在旋塞周圍形成高壓密封環(huán)，即閥體和旋塞錐體密封面之間有一層油膜，既能封閉又能潤(rùn)滑，啟閉容易。
B. 為了進(jìn)一步減少旋塞閥的啟閉力拒，通常采用減少旋塞直徑的方法，故旋塞閥通常采用矩形流道，此方法在減少旋塞閥啟閉力矩的同時(shí)，增大了旋塞閥的流體阻力
C. 旋塞錐體密封部位堆焊STL合金材料或者采用表面硬化技術(shù)，增強(qiáng)密封面的耐磨損和抗腐蝕能力，使用壽命長(zhǎng)
D. 旋塞錐體的表面精磨至鏡面，和閥體的密封面研磨，具有更低的啟閉力矩。
2、壓力平衡式旋塞閥
為了減少常規(guī)硬密封旋塞閥的力矩，常采用壓力平衡式旋塞閥。壓力平衡式旋塞閥除具有常規(guī)油潤(rùn)滑旋塞閥的特點(diǎn)外，還有下列特點(diǎn)：
A. 壓力平衡式旋塞閥的旋塞錐體的安裝方式為倒裝。旋塞錐體的上部有一止回閥。
在閥門關(guān)閉時(shí)，由于旋塞錐體上下截面積差，注入的高壓密封油使塞體受到向上的提升力，使塞體和閥門的密封面能更好的密封。
B. 在閥門開(kāi)啟瞬間，閥體下腔的壓力與管道的介質(zhì)壓力平衡，上腔的高壓密封油使塞體受到向下的推力，而使旋塞錐體與閥體密封面間出現(xiàn)微小間隙，旋轉(zhuǎn)塞體時(shí)的力矩將有效減少。也可保護(hù)密封副。
C. 在高溫工況下，旋塞的熱膨脹可通過(guò)其升降來(lái)吸收，避免密封副楔死。
油潤(rùn)滑硬密封旋塞閥，雖然采用油潤(rùn)滑能適當(dāng)減少啟閉力矩，但卻可能對(duì)介質(zhì)形成污染。因此針對(duì)實(shí)際工況選擇密封潤(rùn)滑油。
提升式
提升式旋塞閥有多種結(jié)構(gòu)形式，提升式旋塞閥按密封面的材料分為軟密封和硬密封兩種。其基本原理時(shí)為開(kāi)啟時(shí)使旋塞上升，旋塞再轉(zhuǎn)動(dòng)90度到閥門全開(kāi)過(guò)程能減少與閥體密封面的摩擦力；關(guān)閉閥門時(shí)使旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置后再下降與閥體密封面接觸達(dá)到密封。
1、雙密封提升式旋塞閥
雙密封提升式旋塞閥為軟密封結(jié)構(gòu)。旋塞體為三塊板組合而成圓柱形塞體，兩側(cè)的板上鑲嵌橡膠密封面，中間為圓柱形楔塞。
開(kāi)啟閥門時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使旋塞上升，帶動(dòng)兩側(cè)板收攏，使組合塞體和閥門密封面脫離后，再帶動(dòng)塞體旋轉(zhuǎn)90度到閥門全開(kāi)位置。
關(guān)閉閥門時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使組合塞體轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置后，再推動(dòng)塞體下降，兩側(cè)板與閥體底部接觸后不再下移，中間楔塞繼續(xù)下降，通過(guò)斜面的推動(dòng)兩側(cè)板相進(jìn)出口端移動(dòng)，使側(cè)板的軟密封面與閥體密封面接觸后受到壓縮而達(dá)到密封。
雙密封提升式旋塞閥具有雙阻塞和排放功能，閥門上設(shè)有壓力平衡裝置，以防系統(tǒng)異常升壓，并能減少閥門啟閉瞬間的阻力。由于密封圈被壓縮后金屬面相互接觸，閥門具有防火功能。閥門的維護(hù)十分方便，可在不把閥體從管線拆卸的情況下，通過(guò)拆卸閥體底部的端蓋就能把兩側(cè)板從閥體中取出更換。因此也被廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、冶金礦山、煤氣工程、輕工紡織、船舶碼頭、食品以及環(huán)保水處理等各行業(yè)作調(diào)節(jié)、啟閉管線流體之用。
2、硬密封提升式旋塞閥
金屬硬密封提升式旋塞閥兩側(cè)閥座密封面均可密封，閥門的使用不受介質(zhì)流向的限制。金屬硬密封體提升式旋塞閥關(guān)閉時(shí)，可通過(guò)手輪和閥桿對(duì)閥座密封面加壓，通過(guò)加大密封比壓，可使旋塞閥具有更好的密封性能。閥座密封面凸起，便于密封面清洗，密封面不易積存結(jié)晶介質(zhì)，或固體顆粒。固常用于化工裝置的高溫場(chǎng)合。硬密封提升式旋塞閥的結(jié)構(gòu)有多種，常見(jiàn)有兩種。
A. 手輪手柄式提升式旋塞閥，工作原理為：上升，使旋塞和閥門全打開(kāi)。關(guān)閉時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置，再轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置手輪使旋塞下降達(dá)到密封。
閥門再啟閉過(guò)程中旋塞與閥座相脫離，故閥門的啟閉非常輕松，而且密封面在開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中不易擦傷，閥門使用壽命長(zhǎng)。但采用手柄驅(qū)動(dòng)力矩小，因此使用閥門的公稱尺寸通常不大。手輪手柄提升式旋塞閥結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，流體阻力小。
B. 機(jī)械十字架傳動(dòng)提升式旋塞閥，工作原理為：開(kāi)啟閥門時(shí)傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿的螺紋使旋塞體上升。旋塞和閥體密封面脫離后再驅(qū)動(dòng)旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)90度到閥門全打開(kāi)。關(guān)閉時(shí)傳動(dòng)裝置使旋塞先轉(zhuǎn)動(dòng)90度至關(guān)閉位置后，旋塞不再轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋后使旋塞下降，與閥體密封面接觸達(dá)到密封。
機(jī)械十字架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可連接汽缸、電動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
機(jī)械十字架傳動(dòng)提升式旋塞閥，解決了驅(qū)動(dòng)裝置輸入力矩不足的限制，使閥門向大口徑和高壓力方向發(fā)展。
機(jī)械十字架傳動(dòng)提升式旋塞閥的旋塞通道與管道的直徑一致，流體阻力小，方便清管。在石油、天然氣長(zhǎng)輸管線上的發(fā)展越來(lái)越大。
三通和四通式
三通和四通式旋塞閥適用于滬工裝置中，改變介質(zhì)流動(dòng)方向或進(jìn)行介質(zhì)分配的場(chǎng)合。按照使用工況的要求，可選擇軟密封襯套或軟密封，硬密封提升式旋塞閥。
三、優(yōu)點(diǎn)
1、旋塞閥用于經(jīng)常操作，啟閉迅速、輕便。
2、旋塞閥流體阻力小。
3、旋塞閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)體積小，重量輕，便于維修。
4、密封性能好
5、不受安裝方向的限制，介質(zhì)的流向可任意。
6、無(wú)振動(dòng)，噪聲小。
四、安裝維護(hù)
在安裝旋塞閥時(shí)，為了防止損壞旋塞閥，并保證充分發(fā)揮旋塞閥的工作性能，應(yīng)注意如下四點(diǎn)內(nèi)容：
1.要確保閥門處于開(kāi)啟狀態(tài)。先對(duì)管道加熱。盡可能多的將熱從管道傳遞到旋塞閥。避免延長(zhǎng)旋塞閥本身的加熱時(shí)間。
2.使用紗布或鋼絲刷清除管道和切割部位，使其金屬表面發(fā)光發(fā)亮。建議不要使用鋼絲絨。
3.先沿著垂直方向切割管道，并修整、去除毛刺，測(cè)量管徑。
4.在管道的外面和焊接罩的內(nèi)部涂上焊劑，焊劑須***完全覆蓋焊接表面。請(qǐng)有節(jié)制地使用焊劑。
五、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）旋塞閥流體直流通過(guò)，阻力小，啟閉方便、迅速。
（2）旋塞閥在管道中主要用于切斷、升配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向。它易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu)，以至一個(gè)閥可以獲得兩個(gè)、三個(gè)、甚至四個(gè)不同的流道，這樣可以簡(jiǎn)化管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少閥門門用量以及設(shè)備中需要的一些連接配件。
（3）旋塞閥是歷史上***早被人們采用的閥件。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)閉迅速(塞子旋轉(zhuǎn)1/4Q圈就能完成開(kāi)閉動(dòng)作)，操作方便，流體阻力小，至今仍被廣泛使用。主要用于低壓，小口徑和介質(zhì)溫度不高的情況下。
（4）根據(jù)旋塞閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)上所能達(dá)到的功能，可以按下列原則選用。
①用于分配介質(zhì)和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，其工作溫度不高于300℃，公稱壓力PN≤1.6MPa、公稱通徑不大于300mm，建議選用多通路旋塞閥。
②牛奶、果汁、啤酒等食品企業(yè)業(yè)及制藥廠等的設(shè)備和管道上，建議選用奧氏體不銹鋼制的，緊定式圓錐形旋塞閥。
③油田開(kāi)采、天然氣田開(kāi)采、管道輸送的支管、精煉和清潔設(shè)備中，公稱壓力級(jí)不大于Class300、公稱通徑不大于300mm，建議選用油封式圓錐形旋塞閥。
④油田開(kāi)采、天然氣開(kāi)采、管道輸送的支管、精煉和清潔設(shè)備中，公稱壓力級(jí)不大于Class7500、公稱通徑不大于900mm、工作溫度不高于340℃，建議選用油封式圓錐形旋塞閥。
⑤在大型化學(xué)工業(yè)中，含有腐蝕性介質(zhì)的管道和設(shè)備中，要求開(kāi)啟或關(guān)閉速度較快的場(chǎng)合，對(duì)于以硝酸為基的介質(zhì)可選用聚四氟乙烯套筒密封圓錐形旋塞閥；對(duì)于以醋酸為基的介質(zhì)，可選用Crl8Nil 2M02Ti不銹鋼鑲聚四氟乙烯套筒密封圓錐形旋塞閥。
⑥在煤氣、天然氣、暖通系統(tǒng)的管道中和設(shè)備上，公稱通徑不大于200nm，宜選用填料式圓錐形旋塞閥。
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