一種大口徑閥門減少驅(qū)動(dòng)阻力的改進(jìn)方式

劉明忠　李玉群　李潤(rùn)生

摘要：大口徑電動(dòng)、氣動(dòng)閥是化工行業(yè)中頻繁使用的閥門之一，部分閥門尺寸超過DN600以上，在生產(chǎn)過程中一直保持常開或常閉狀態(tài)，長(zhǎng)期使用后，由于介質(zhì)或零部件生銹會(huì)導(dǎo)致密封軸卡澀，會(huì)出現(xiàn)執(zhí)行器無法正常驅(qū)動(dòng)等情況，因生產(chǎn)制約，無法得到有效處理，更換執(zhí)行器及單體維修成本費(fèi)用較高，本文以我廠DN1200口徑三偏心蝶閥為例進(jìn)行改造前后的情況剖析，希望為讀者起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞：蝶閥 密封軸 執(zhí)行器 滑動(dòng)軸承

引言：蝶閥是近十幾年來發(fā)展最快的閥門品質(zhì)之一，適用范圍較廣，品種和規(guī)格不斷擴(kuò)大，并向高壓、大口徑、高密封性、等方向發(fā)展，主要有橡膠軟密封、雙偏心、三偏心幾個(gè)種類，由于閥體價(jià)格較低，目前化工行業(yè)在大口徑管道中使用較多，且多以對(duì)夾式、法蘭式安裝為主，因直徑較短，在長(zhǎng)期使用后，受管道擠壓后，大口徑蝶閥拆除維修較為困難，我廠空分裝置壓縮機(jī)出口放空蝶閥，口徑為DN1200，懸空安裝，在出現(xiàn)卡澀問題后，一直未得到有效處理，在未行成降低阻力方案以前，一直考慮更換更大力矩的執(zhí)行器來解決此問題，但因造價(jià)較高，未得到具體實(shí)施。

一、閥門概況

我廠空分裝置壓縮機(jī)出口放空蝶閥，口徑為DN1200，懸空安裝，12年低開始運(yùn)行，選用楊修電動(dòng)執(zhí)行器，原始設(shè)計(jì)扭力4000，在15年高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)遠(yuǎn)程無法有效驅(qū)動(dòng)情況，但手動(dòng)可以正常開關(guān)，判斷為設(shè)計(jì)原則扭力過小，隨即購(gòu)買了一臺(tái)奧托克執(zhí)行器，將扭矩?cái)U(kuò)大到6000，但在17年處又出現(xiàn)遠(yuǎn)程卡澀現(xiàn)象，因系統(tǒng)開車一直未進(jìn)行檢修。在17年9月進(jìn)行大修時(shí)，將該閥門拆除進(jìn)行外委修理，在檢修中發(fā)現(xiàn)閥體上下軸未發(fā)現(xiàn)明顯磨損，進(jìn)行打磨及更換上下密封軸套后，安裝上線，調(diào)試正常，后在開車期間依舊卡澀，在本次出現(xiàn)卡澀問題后，維修單位同樣判斷閥門執(zhí)行器選擇較小，在未形成降低阻力方案以前，一直考慮更換更大力矩的執(zhí)行器來解決此問題，但因更大力矩執(zhí)行器造價(jià)較高（大約10萬元），未得到具體實(shí)施。后經(jīng)反復(fù)探討及詢問其他閥門廠家此閥門出現(xiàn)的問題，未行程有效意見。

在18年3月，經(jīng)結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行工況，我們發(fā)現(xiàn)該閥門正常運(yùn)行時(shí)一直處于某種開度，長(zhǎng)期不變，閥門運(yùn)行的阻力主要集中在管道壓差、上周密封環(huán)、下周固定環(huán)三處，經(jīng)仔細(xì)分析后得知，造成閥門最大阻力的應(yīng)為下軸的固定密封環(huán)處，該位置不但要承受閥門本身重量，更是閥門動(dòng)作時(shí)主要的旋轉(zhuǎn)軸，該軸在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，必定出現(xiàn)銹蝕情況，從而不斷加大了閥門的驅(qū)動(dòng)力。因此提供一種減小電動(dòng)閥密封軸摩擦和降低電動(dòng)閥扭矩的結(jié)構(gòu)，避免因閥門開關(guān)卡澀對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響的改進(jìn)形式便誕生了。

二、改造構(gòu)想

前期主要由以下幾個(gè)方案進(jìn)行實(shí)施，一個(gè)是將現(xiàn)有的碳鋼連軸改為不銹鋼形式，減少使用過程中的銹蝕摩檫；一個(gè)是加工下軸，減少硬密封的運(yùn)行阻力。

當(dāng)我們對(duì)原始碳鋼軸進(jìn)行拆除更換時(shí)，發(fā)現(xiàn)因整軸的銹蝕，連接閥體部分異常難以拆除，如果強(qiáng)行拆除，難免會(huì)對(duì)整個(gè)閥體造成損傷，因檢修周期較短，沒有足夠的時(shí)間來制作新的閥體，此方案被取消執(zhí)行。

經(jīng)上報(bào)研究決定，將閥體上下硬密封驅(qū)動(dòng)軸均改為軸承滑動(dòng)形式，以減小電動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)力被認(rèn)可進(jìn)行實(shí)施。在結(jié)合了我廠多數(shù)電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)后，最終采用了增加滑動(dòng)軸承的形式來減少運(yùn)動(dòng)阻力，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、重新加工下固定軸，使用車床進(jìn)行加工，使之可以放下滑動(dòng)軸承。2、對(duì)閥門下軸進(jìn)行機(jī)加工，將原有的密封鋼環(huán)換為石墨環(huán)，并改變底座的密封形式。3、稱重固定方式改為平面軸承形式，把旋轉(zhuǎn)摩檫由硬密封鋼環(huán)改為滑動(dòng)軸承形式。經(jīng)分廠研究決定，將閥體上下硬密封驅(qū)動(dòng)軸均改為軸承滑動(dòng)形式，以減小電動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)力。本實(shí)用新型為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修方便，且能夠有效減小電動(dòng)閥密封軸摩擦，降低電動(dòng)閥扭矩，降低設(shè)備維修費(fèi)用和閥門投資，避免對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響，也提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

三、實(shí)現(xiàn)的效果

經(jīng)和維修團(tuán)隊(duì)充分溝通，并結(jié)合工藝條件及電動(dòng)閥的運(yùn)行特點(diǎn)，經(jīng)4天時(shí)間，最終完成了滑動(dòng)軸承的改型工作，并順利安裝調(diào)試，且一名操作工使用扳手即可轉(zhuǎn)動(dòng)閥體，較之前有較大改進(jìn)，經(jīng)過4次系統(tǒng)開停后，目前在生產(chǎn)期間遠(yuǎn)程控制未在出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，運(yùn)行狀況良好。主要的結(jié)構(gòu)如下圖1：

圖中：1石墨盤根填料，2滑動(dòng)軸承，3平面軸承下端蓋，4平面軸承，5平面軸承上端蓋，6軸承蓋密封面，7電動(dòng)閥下密封軸，8法蘭螺栓，9下密封軸法蘭蓋

四、小結(jié)

正確的選擇閥門形式，對(duì)保證裝置安全生產(chǎn)，提高閥門壽命，提高長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的一面，特別是在選用較大孔徑閥門時(shí)，更應(yīng)慎重考慮，蝶閥雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本較小，但出現(xiàn)問題后的維修策略值得我們思考，日常的維護(hù)保養(yǎng)顯得尤為重要，適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，定期的維修保養(yǎng)是閥門長(zhǎng)壽命運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

目前化工單位的大口徑的蝶閥如在長(zhǎng)期使用后，出現(xiàn)卡澀，多數(shù)選擇的拆檢解體維修，更有像前面說到的，不斷加大設(shè)備驅(qū)動(dòng)力，維修及設(shè)備更新的成本居高不下，對(duì)企業(yè)而言，不利于長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行，無法有效做到計(jì)劃?rùn)z修及成本管控，經(jīng)實(shí)踐證明，一些較大口徑的蝶閥、球閥在出現(xiàn)卡澀，驅(qū)動(dòng)不靈活時(shí)，如運(yùn)行周期長(zhǎng)，介質(zhì)穩(wěn)定，維護(hù)成本較高的情況下，可以通過本文的改造形式進(jìn)行維修改進(jìn)，可為較多企業(yè)減少更多的維護(hù)資金消耗。