軟密封閘閥技術設計方案
上海申弘閥門有限公司
介紹了軟密封閘閥設計制造過程中常用的標準，論述了該閥的結構特點、材料選擇和檢測要求。現有的閘閥在閥體、閥蓋及各部件均完好的情況下，僅僅是密封面稍有變形或腐蝕，閥門就小能使用。修復這蝗閥門非專、世廠不行，所以造成極大的浪費。因l此使用單位希望的閘閥是：閥座、閥板密封面/易變形，耐腐蝕，易損的密封材料可換。閥板在啟閉時與密封面不要有磨擦或盡量減少磨
擦，這樣可以避免軟密封閘閥的種種不足。
解決閥座和閥板的密封匝腐蝕或變形后，閥板能自動補償的并壓緊密封面以及與軟密封閘閥間壓
力自動平衡的問題，解決軟密封材料受磨擦而損壞密封面的問題，由于該閘閥的密封套町換，大大的增長閥門的使用。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。通徑d 50-中400mm，壓力2.5-4.OMPa小于200℃的各種常溫液體。
該閥為雙平行閘板閥，人口密封方式，入口閥板由密封套和卸力閥板組成為豐密封閘板。密封套與卸力閥板移動但又不相連，管道壓力通過卸jJ If板、調平力臂傳遞給出口而的閥座，這樣將人幅度的提高軟密封面的結合力。閥板外面套有耐腐蝕橡膠密封套。軟密封材料在啟閉過程中，與閥座保持有一定的距離，使軟密封材科在無磨擦無折壓的環(huán)境中工作。密封套將管道中輸送的液體與閥芯內的部件隔離，免受液體的借蝕和雜質的陽塞。此閘閥的密封材料更換非常方便，所以使用壽命是一般閘閥的。
軟密封閘閥因具有零泄漏、不易集渣(平底無凹槽) 、耐腐蝕(采用環(huán)氧涂層作為功能性防腐) 、互換性好和使用壽命長等特點,在供水行業(yè)中得到推廣應用。
軟密封閘閥常用產品標準見表1。
公稱壓力從PN 6～25 ( PN25 國內不常用) ,公稱尺寸從DN50～800 (國內現在也有工廠生產DN 1000) 的軟密封閘閥各相關產品標準中均對產品要求有詳細描述, 但條款有區(qū)別。
(1) 閘板與閥桿螺母連接
軟密封閘閥的閘板與閥桿螺母連接有T 形螺母式和整體嵌入式2種結構(圖1) 。T 形螺母式結構簡單, 螺母與閘板有調整間隙, 可簡化閘板制造工藝, 降低要求, 但使用, 會出現T 形螺母磨壞閘板橡膠層情況, 露出鐵芯而導致生銹。AWWA C509、AWWA C515此結構。整體嵌入式結構復雜, 螺母與閘板無調整間隙, 閘板制造工藝復雜, 同時對各零件的加工和裝配精度要求高, 但結構可靠, 不會出現橡膠層磨損情況。CJ/T 216標準采用此結構。
(a) T形螺母結構 (b) 整體嵌入式結構
圖1 閘板與閥桿螺母連接形式
AWWAC509、AWWAC515此結構。整體嵌入式結構復雜，螺母與閘板無調整間隙，閘板制造工藝復雜，同時對各零件的加工和裝配精度要求高，但結構可靠，不會出現橡膠層磨損情況。CJ/T216標準采用此結構。
(2)涂層
涂層要求在相關產品標準中均有重點提及，同時國內外有涂層標準作細化要求，可供參考(表2)。
(a)O形圈結構 (b)填料函結構
圖2 閥桿密封
在歐盟各國，閥門靜電熱噴涂環(huán)氧樹脂粉末，多采用閥門和裝置粉末噴涂高質量防腐保護協會(GSK)))The GSK Quality Association for the Heavy Duty Corrosion Protection of Powder Coated Valves and Fittings)的5閥門和裝置高質量粉末噴涂防腐質量和測試要求6標準，在我國城鄉(xiāng)建設行業(yè)標準CJ216和CJ267中，也有相應要求。
表2 涂層用相關標準
閥桿密封(圖2)采用3道O形圈結構，第3道O形圈可降低壓蓋處的壓力，同時可以實現管道在有介質壓力的情況下更換上面2道密封圈(AW WA C509 4.4.6.3.3條提出，帶壓更換閥桿密封和填料是很危險的，因此不這種做法)。與采用填料函結構相比，O形圈密封結構可以有效降低閥門的啟閉扭矩。在供水行業(yè)不采用填料函結構型式，特別是在直埋式閘閥中，不允許使用，因為填料函結構需要用向外滲水潤滑，閥桿密封不能使用含石棉等的材料。O形圈密封結構對閥桿的加工精度和表面粗糙度精度要求比填料結構高，否則會出現切割O形圈情形。閥桿的梯形螺紋宜采用擠壓成型，表面硬度高，摩擦系數小。對橡膠材質、工藝和性能的要求是必須符合標準規(guī)范，否則橡膠老化會影響閥門壽命，采用EPDM(三元乙丙橡膠)。閥桿限位設計成臺階式，須考慮便于第三道密封圈裝配，也可設計成組合式。
閘板密封主要有截止式和楔式兩種(圖3)。截止式在DN250以上規(guī)格采用較多，其特點是側面橡膠不起密封作用，在關閉過程中閘板側面橡膠不與閥體內壁擠壓變形，僅在終關閉時橡膠發(fā)生變形而密封。在關閉過程中力矩小。對閥門的制造要求高，特別是對閥體密封面的鑄造工藝要求高，要求較高的尺寸精度和光潔度。楔式在DN200以下規(guī)格采用較多，其特點是側面橡膠起密封作用，在關閉過程中閘板側面橡膠閥體內壁擠壓變形，進而形成密封面，啟閉過程中力矩要比同規(guī)格截止閥原理的閥門大。對閥體的鑄造要求相對降低。兩種結構在使用中并無明顯區(qū)別。
(a)截止式 (b)楔式圖3 閘板密封
閥體、閥蓋、閘板和骨架芯采用球墨鑄鐵，閥桿采用不銹鋼(一般可用馬氏體不銹鋼，要求較高時可采用奧氏體不銹鋼)，閥桿螺母采用強度高和耐磨性能好的銅合金，閘板和密封圈橡膠建議采用EPDM，也可采用NBR。直接與空氣或水接觸的標準件要求采用奧氏體不銹鋼，其余部位可用普通碳鋼。
閥門儲運過程中，對于需要特殊包裝以防護涂層的，建議采用聚氨酯泡沫作產品包裝防護和隔離。兩端裸露的法蘭孔應設置端蓋，以防止污物進入，同時防止陽光或臭氧等加速橡膠密封件老化。
手動閥小于等于DN500時，啟閉循環(huán)次數不少于500次，電動閥不少于2500次。大于DN500時，啟閉循環(huán)次數酌減。閥門的操作性能和密封試驗，都應在規(guī)定的操作扭矩或操作力下進行。除常規(guī)的強度、密封、操作功能、尺寸、材料、低壓試驗等檢測項目外，還須檢測防護性的環(huán)氧涂層。當閥門用于飲用水時，還須進行衛(wèi)生評價或第三方認證。
國內軟密封閘閥制造企業(yè)可分三類。*類是傳統(tǒng)閘閥制造企業(yè)，以國內銷售為主，兼顧國外市場，主要以幾個老品牌為主。第二類是給國外貼牌代工的企業(yè)，產品以國外銷售為主，兼顧國內市場。第三類是國外公司在中國設立的制造工廠，產品設計在國外，國內以生產為主，產品納入其銷售網絡。
供水企業(yè)作為閥門的主要用戶，在管路系統(tǒng)設計與選型中已逐步采用軟密封閘閥。由于軟密封閘閥使用壽命長，在此基礎上衍生出直埋式閘閥等產品，其連接方式也多樣化，除傳統(tǒng)的法蘭連接外，有溝槽式和承插式等，滿足不同使用需要。
軟密封閘閥產品有國內認證和認證2種方式，外資品牌和出口產品一般需要認證，國內市場暫無此需求。
CJ/T216中規(guī)定，當軟密封閘閥用于飲用水時，需符合GB/T172195生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準6規(guī)定，需要有衛(wèi)生部門的涉水產品衛(wèi)生行政許可。
在國外，軟密封閘閥普遍采用在通用的行業(yè)協會的第三方認證方式。常見的認證有WRAS(Water Research A dvisory Scheme)))水務法規(guī)咨詢計劃，英國WRc-NSF管理和頒發(fā)的英國飲用水安全方面的認證)、WATER MARK(澳大利亞水管工程產品鑒證標志，管道產品的認證要求與管道和排水系統(tǒng)的"危險"有關，劃分到兩種級別，高危險產品的審核方案為(Water Mark level1)，低危險產品的型式測試為(Water Mark level2)，軟密封閥門按level1審核))和DVGW(German Technical and scientific asso citation for Gas and Water)))德國水氣專業(yè)協會-科技協會，主管測試和認證所有接到公用供水管路上產品的機構，測試標準按DVGWW347(結合牢度)或W270(微生物))。
軟密封閘閥的發(fā)展還有待規(guī)范。與外資品牌相比，國內企業(yè)的設計和制造規(guī)范，檢測手段日趨完備，但兩者在設計、管理、檢測要求方面還有很大差距。所以選擇產品時技術協議要詳細，供貨須提供樣品、涂層檢測證明和第三方認證證明等相關資料。國內企業(yè)與外資企業(yè)需加強技術交流、技術合作，特別是交流，引進發(fā)達國家的技術、管理，以保證產品的品質與合理利潤。與本文相關的論文有;中國閥門產值遞增
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