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连杆蝶阀的研究与发展

    0 概述
    连杆蝶阀是蝶阀的一种结构形式, 主要应用于冶炼高炉热风炉系统和预热炉系统,作为烟道阀、煤气切断阀、煤气燃烧阀、助燃空气切断阀、冷风阀等使用, 在系统中起切断作用。
    1 结构形式  
    连杆蝶阀主要由驱动装置、阀体、主轴、杆系、阀板、轴端密封件、轴端支撑件等零部件组成如图1连杆蝶阀结构简图所示。
         
    2 工作原理
    连杆蝶阀的主要技术集中在中间杆系部分, 各连杆可分别定义为主动杆、固定杆、辅助杆。如图2连杆蝶阀杆系结构图所示, 主动杆一端通过键或销与主轴相连, 另一端连接到阀板上固定杆通过主轴和阀体实现固定, 在阀板的整个运动过程中起到固定支撑的作用,辅助杆一端与固定杆连接, 另一端与阀板连接, 在阀板的运动过程中起到实现轨迹的作用。连杆蝶阀的杆系部分可以看成一个四连杆机构, 这样阀板在开启的瞬间可以实现一个垂直向上的运动,使阀板、阀体的密封面迅速脱开如图连杆蝶阀阀阀板运行轨迹图所示, 从而使两密封面无相对摩擦, 保证了调节阀的使用寿命。
               
    3 主要技术参数见表1
             
    4 连杆蝶阀的使用情况
    世纪年代初期, 国内一些钢厂从国外开始引进连杆蝶阀的二手设备, 用在烟气、煤气等管道,取代传统的闸阀。但由于连杆蝶阀在国内一直没有得到太高的重视, 所以一直发展缓慢, 直到年宝钢在空气、煤气、烟气等管道上大量引用德国的连杆蝶阀开始, 才引起国内众多阀门研究机构及阀门制造厂家的高度重视,次后在鞍钢连续建造的几座3200m3高炉中均广泛采用此种结构的阀门,国内其他厂家如太钢、济钢、本钢、承钢、包钢等也开始大量采用连杆蝶阀, 国外有印度、巴西G/A等。
    5 分析
    连杆蝶阀主要应用在高炉热风炉系统的烟气、煤气、空气等介质管道上, 部分取代了传统闸阀,随着连杆蝶阀在我国冶金高炉管道上的广泛应用, 国内外许多专业阀门生产厂家也都开始研究和生产此种结构的阀门。下面就连杆蝶阀的优缺点进行分析。
    连杆蝶阀与传统的闸阀相比有很多优点:
    a.体积小、质量轻、动作灵活、维修方便。
    b.阀板密封面与阀体密封面在启闭过程中无相对摩擦, 保证了阀门的使用寿命。
    c.阀板密封面与阀体密封面不受温度的影响,不会出现闸阀闸板楔死问题。
    连杆蝶阀与偏心蝶阀相比具有的优点:
    a.密封副加工制造简单, 容易实现密封。
    b.承压能力比较高, 在承受较高压力的情况下, 阀板不会楔死。
    c.在密封要求不严的情况下, 可以使用到较恶略的环境中, 比如在焦炉煤气管道中用作切断阀。
    尽管连杆蝶阀与其它阀门相比具有诸多优点,但它自身也有许多不可克服的缺点:
    a.由于连杆蝶阀的主轴及其连动部件在阀门的寿命期内始终包围在介质中, 所以这些零部件在设计时就要选用较高材质,以保证阀门的使用寿命。
    b.内部杆系的铰接点比较多, 每个铰接点就需要一个自润滑轴承, 因此自润滑轴承的寿命就影响了阀门的寿命。
    c.与其他阀门相比, 流阻增加, 通流面积最多达到公称通径的90%。
    6 发展方向
    为了使连杆蝶阀能够得到更加广泛的应用, 连杆蝶阀需要不断完善和发展,这需要首先做到两点:
    a.提高阀门的使用寿命。
    b.提高阀门的使用效率。
    以上两点主要和阀门的内部杆系和阀板有关,通过对内部杆系机构和阀板结构的调整,可以大大提高阀门的通流面积, 以提高阀门的使用效率杆系轴套和销轴的使用寿命是影响阀门寿命的关键,因此, 在选用轴套时要从自润滑性、表面硬度、耐高温性、耐冲击性等多方面进行综合考虑,销轴最好选用不锈钢材质制造。
    7 结束语
    近年来, 连杆蝶阀以它诸多优点, 在冶金高炉上扮演着越来越多的角色。由于在国内大型钢铁公司各系统中的成功应用,以其良好的使用效果和稳定的性能, 必将受到国外各大钢铁公司的青睐, 应用领域也将越来越广。随着对连杆蝶阀更加深人的研究,长寿高效的连杆蝶阀产品必将得到更广泛的应用。
    参考文献
    1 陆培文,实用阀门设计手册,北京,机械工业出版社,1992