Зачем использовать дроссельный клапан с тройным эксцентриком?

Благодаря своей уникальной конструкции трех-эксцентриковые дроссельные заслонки превосходят традиционные дроссельные заслонки по характеристикам уплотнения, стойкости к истиранию, рабочему крутящему моменту и применимым условиям работы. Особенно подходит для высокого давления, высокой температуры, серьезной коррозии или частого открытия и закрытия промышленных трубопроводных систем. Ниже приведен подробный анализ его основных преимуществ и сценариев применения:
1. Анализ конструкции «трех эксцентриситетов» тройного-эксцентрикового дроссельного клапана.
Затвор-бабочка с тройным эксцентриком обеспечивает высокоэффективное уплотнение благодаря трем ключевым конструктивным особенностям эксцентрика:
Первый эксцентриситет: осевой эксцентриситет
Конструкция: Осевое отклонение стержня клапана. Осевая линия от уплотняющей поверхности тарелки клапана. Средняя линия (обычно 10–20 % ширины поверхности).
Функция: Устраняет помехи между штоком клапана и крышкой, вызывает отделение диска от крышки во время открытия, уменьшает трение и истирание.
Второй эксцентриситет: радиальный эксцентриситет
Конструкция: радиальное отклонение осевой линии корпуса от осевой линии (обычно 5-10% диаметра тарелки клапана).
Функция: при вращении между диском и уплотнительной поверхностью образуется клиновой контакт для повышения эффективности уплотнения. Третий эксцентриситет: угловой эксцентриситет
Конструкция: Герметичная крышка расположена под углом (обычно 5–15 градусов) к центральной линии корпуса клапана.
Функция: При герметизации уплотнение является «самозатягивающимся»-за счет эксцентриситета угла. Чем больше давление, тем плотнее уплотнение.
ii. Основные преимущества трехэксцентриковой поворотной заслонки
1. Нулевая-эффективность герметизации от утечек
Самозатягивающийся уплотнительный механизм-:
Третий эксцентриситет предназначен для формирования радиальной составляющей силы на уплотняющей поверхности под действием диэлектрического давления, приводящей диск в тесный контакт с уплотнительным кольцом с образованием «уплотнения с давлением-».
Например, в паровой трубе высокого давления скорость утечки трехэксцентрикового дроссельного клапана может быть ниже или равна 0,1 мл/мин, что намного выше, чем у дроссельного клапана, составляющего менее или равно 10 мл/мин.
Возможность двунаправленного уплотнения:
Традиционный дроссельный затвор обеспечивает только одно-уплотнение, тогда как трех-эксцентриковый дроссельный затвор предназначен для уплотнения в обоих направлениях посредством клиновой экструзии. Подходит для ситуаций, когда направление потока среды часто меняется (например, выходы насоса, вход теплообменника, выход). Устойчивость к высоким температурам и высокому давлению
Металлическая структура жесткого уплотнения:
Уплотняющая поверхность изготовлена ​​из металла (например, нержавеющей стали или карбида) и может выдерживать высокие температуры (меньше или равно 800 градусов) и давление (меньше или равно 25 МПа).
Например, трех-эксцентриковые дроссельные заслонки широко используются в главных паропроводах тепловых электростанций (температура 540 градусов, давление 17,5 МПа).
Старение без резины:
Резиновые уплотнения традиционных мягких дроссельных заслонок легко стареют и деформируются при высоких температурах, но конструкция металлического уплотнения дроссельных заслонок с тройным эксцентриком полностью устраняет эту проблему.
3. Низкий рабочий крутящий момент и длительный срок службы;
Пониженный коэффициент трения:
Первая эксцентриковая конструкция позволяет диску отсоединяться от уплотнения при открытии, снижая трение на 50 %-70 % и рабочий крутящий момент на одну треть по сравнению с обычными дроссельными затворами.
Например, рабочий крутящий момент дроссельной заслонки с тройным-эксцентриком DN500 может составлять всего 200 Нм по сравнению с более чем 600 Нм для обычной дроссельной заслонки того же размера. Повышение стойкости к истиранию:
Металлические поверхности уплотнений и диски клапанов могут быть от твердого-к-твердому (например, STL6 + WCB) или от твердого-к-мягкому (например, карбид вольфрама + графит), что делает их более абразивными, чем резиновые уплотнения.
Лабораторные испытания показывают, что срок службы уплотнительной поверхности трех-эксцентриковой дроссельной заслонки может достигать более 100 000 недель, что в 5–10 раз дольше, чем у традиционной дроссельной заслонки.
4. Устойчивость к коррозии и образованию накипи.
Гладкая поверхность уплотнения:
Уплотняющая поверхность трехэксцентрикового дроссельного клапана обычно мелко отшлифована (шероховатость поверхности Ra меньше или равна 0,4 мкм), поэтому трудно абсорбировать примеси в среде и снизить риск образования накипи.
Например, в трубопроводах для опреснения морской воды степень уплотнения трехэксцентриковой дроссельной заслонки на 80 % ниже, чем у обычной дроссельной заслонки.
Выбор коррозионностойкого-материала:
Доступны коррозионностойкие-сплавы (такие как хартенсилы и двухфазная нержавеющая сталь) для использования в агрессивных средах, таких как кислоты и щелочи.
III. Типичное применение трехэксцентрикового дроссельного клапана
Нефтехимическая промышленность
Применение: паровая труба высокой температуры и высокого давления, установка каталитического крекинга, входы и выходы реактора гидрирования. Преимущества: Металлическая конструкция жесткого уплотнения устойчива к проникновению водорода и сероводородной коррозии, что обеспечивает отсутствие утечек в долгосрочной перспективе.
Энергетика
Основное применение: паровые системы тепловых электростанций и системы охлаждающей воды атомной электростанции.
Преимущества: Двунаправленное уплотнение отвечает требованиям двунаправленного потока в паропроводах, конструкция с низким крутящим моментом, удобна для операций аварийного отключения.
Металлургическая промышленность
Назначение: Трубопроводы доменного газа и система рекуперации конвертерного газа.
Преимущества: Износостойкая-уплотняющая поверхность к газовой пылевой эрозии, продлевающая срок службы клапана.
Водоочистная промышленность
Область применения: опреснение морской воды при высокой-температуре, высоком-давлении и очистка сточных вод.
Преимущества. Коррозионно--стойкие материалы и гладкая конструкция уплотнения снижают затраты на образование накипи и техническое обслуживание. IV. ВВЕДЕНИЕ Сравнение характеристик дисковых затворов с тройным-эксцентриком и традиционных дисковых затворов
Показатели эффективности: дисковый затвор с тройным-эксцентриком
Традиционный дисковый затвор (осевая линия/двойной-эксцентрик)
Характеристики уплотнения: нулевая утечка (двунаправленное уплотнение)
Небольшая утечка (однонаправленное уплотнение)
Диапазон температур: от -196 до 800 градусов.
От -20 до 150 градусов (мягкое уплотнение)
Диапазон давления: Меньше или равно 25 МПа.
Меньше или равно 4,0 МПа
Рабочий крутящий момент: низкий (1/3 от традиционных поворотных дисковых затворов)
Высокий (требуется более высокая приводная сила)
Срок службы уплотняющей поверхности Не менее 100 000 открытий и закрытий
Меньше или равно 20 000 открытий и закрытий
Применимые среды: пар, газ, жидкость, коррозионные среды.
Чистые жидкости и газы (условия низкого-давления)
V. Рекомендации по выбору трех-эксцентриковой поворотной заслонки
Тип уплотнения выбирается в зависимости от условий использования:
Условия высокой температуры и высокого давления: предпочтительно использование металлического трехэксцентрикового дроссельного клапана с жестким уплотнением.
Для агрессивных сред: выбирайте коррозионностойкие сплавы (например, Hastelloy C-276). Ориентируйтесь на частоту операций:
Условия частого открытия и закрытия (например, больше или равно 10 раз в час): клапаны проверены на удовлетворительный срок службы (обычно больше или равно 100 000 открытий и закрытий).
Рассмотрите возможность установки места:
Трех-эксцентриковый дроссельный затвор имеет компактную конструкцию и подходит для трубопроводных систем-ограниченного пространства (например, судовых трубопроводов, подземных трубных галерей и т. д.).