Mit der kontinuierlichen Entwicklung der heimischen Industrie ist auch die Nachfrage nach isolierten Kugelhähnen für Rohrleitungen gestiegen und die Anforderungen an isolierte Kugelhähne sind immer höher geworden. Wenn Anwender sich für isolierte Kugelhähne entscheiden, achten sie besonders darauf, ob das Ventil eine gute Dichtleistung aufweist, um ein Austreten des Mediums zu verhindern. Aufgrund der hervorragenden Zuverlässigkeit importierter isolierter Kugelhähne verwenden Benutzer häufig importierte isolierte Kugelhähne für wesentliche Teile. Allerdings sind importierte isolierte Kugelhähne teuer, haben einen verlängerten Lieferzyklus und einen unbequemen Kundendienst, was den Betrieb der gesamten Pipeline ernsthaft beeinträchtigt. Um die Pipelinekosten zu senken und die Lokalisierung von isolierten Kugelhähnen zu realisieren, streben inländische Hersteller auch ständig nach hervorragender Qualität und Dichtungszuverlässigkeit von inländischen isolierten Kugelhähnen und streben danach, importierte isolierte Kugelhähne zu ersetzen. In diesem Artikel wird die Hochtemperaturbeständigkeit isolierter Kugelhähne analysiert und Verbesserungsmaßnahmen vorgeschlagen.
Problem
Der isolierte Kugelhahn wird im bestehenden technischen Bereich als Mantelkugelhahn bezeichnet. Es handelt sich um einen geschweißten Metallmantel auf Basis eines Kugelhahns. Zwischen Mantel und Ventilkörper bildet sich ein Isolationskanal. Um sicherzustellen, dass das Medium im Ventil normal funktionieren kann, werden Dampf oder andere Isoliermedien in den Kanal eingespritzt. Der Isolierkugelhahn verfügt über gute Isoliereigenschaften und der Ventildurchmesser stimmt mit dem Rohrdurchmesser überein. Gleichzeitig kann der Wärmeverlust des Mediums in der Rohrleitung wirksam reduziert werden. Es wird hauptsächlich in verschiedenen Systemen wie der Erdöl-, Chemie-, Metallurgie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie eingesetzt, um hochviskose Medien zu transportieren, die bei Raumtemperatur erstarren.
Aufgrund der Einschränkungen der Ventildichtungsstruktur und der entsprechenden Dichtungsmaterialien beträgt die Einsatztemperatur weniger als 200 Grad. Darüber hinaus hat es eine kurze Lebensdauer, wenn es über einen längeren Zeitraum unter 200-Grad-Bedingungen verwendet wird. Obwohl für den Ventilsitz hochfeste Graphitmaterialien ausgewählt werden können, die kurzzeitig 300 Grad standhalten, müssen viele Teile im Ventil abgedichtet werden, die unter Hochtemperaturbedingungen nicht abgedichtet werden können, insbesondere bei der Radialabdichtung. Hochfeste Graphitwerkstoffe sind für die radiale Abdichtung nicht geeignet. Die Radialdichtung des üblichen Isolierkugelhahns verfügt über eine O-Ring-Dichtungsstruktur, sodass die Einsatztemperatur des O-Rings direkt die Einsatztemperatur des gesamten Ventils einschränkt. Der am Isolationskugelhahn verwendete O-Ring besteht aus Fluorkautschuk, und die Einsatztemperatur von Fluorkautschuk liegt innerhalb von 200 Grad und kann bei dieser extremen Temperatur nicht über einen längeren Zeitraum verwendet werden. Es erfüllt bei weitem nicht die Anforderungen vieler Medien auf dem Markt. Wenn das Arbeitsmedium beispielsweise Kolophonium ist, muss die Betriebstemperatur des Isolierkugelhahns 300 Grad betragen, was dazu beiträgt, dass das Kolophoniummedium eine ideale Fließfähigkeit erhält. Wenn der O-Ring traditionell als Dichtungsteil verwendet wird, kann er seine Anforderungen nicht erfüllen.
Verbesserungsmaßnahmen
Aufgrund der Probleme beim Isolierkugelhahn wird festgestellt, dass dessen Dichtungsmaterial und Struktur verbessert werden sollten.
(1) Erstens wird die O-Ring-Struktur, die als Radialdichtung zwischen dem Stützring und dem Ventilkörper verwendet wird, verbessert und die Dichtungsstruktur mit dem O-Ring wird aufgehoben. Direkt am Stützring ist eine Stufenstruktur eingearbeitet, die einen Dichtungshohlraum zwischen Stützring und Ventilkörper bildet. Im Dichtungshohlraum ist ein Dichtungsring aus hochtemperaturbeständigem, flexiblem Graphitmaterial eingebaut, hinter dem Dichtungsring ist eine Dichtung mit konischem Abschnitt und hinter der Dichtung eine Verschlussschraube mit einzigartiger Struktur angebracht. Auf diese Weise überträgt die Verschlussschraube beim Anziehen der Verschlussschraube eine Kraft auf die Dichtung. Der konische Abschnitt der Dichtung drückt den Dichtring zusammen, wodurch er sich so verformt, dass er radial nahe am Stützring und am Ventilkörper anliegt, wodurch eine hochtemperaturbeständige Dichtungsstruktur in radialer Richtung des isolierten Kugelhahns entsteht. Gleichzeitig wird durch das Anziehen der Verschlussschraube eine vorspannende Dichtkraft zwischen der Kugel und dem Ventilsitz erzeugt, so dass dieser dicht ist.
(2) Entsprechende Verbesserungen werden auch an der Struktur der Ventilsitzdichtung vorgenommen. Es wird eine eingebettete Struktur übernommen und Nuten in den Ventilkörper und den Stützring gegraben. Der Boden der Nut ist mit flexiblem Graphit mit hervorragender Dichtleistung und Hochtemperaturbeständigkeit gefüllt, der nicht nur eine abdichtende Rolle am Boden des Ventilsitzes spielen kann, sondern auch eine Rolle beim Ausgleich der Wärmeausdehnung und -kontraktion zwischen den Dichtungen spielt Paare. Auf dem flexiblen Graphit ist ein hochtemperaturbeständiger Metallventilsitz installiert, und die Einsatztemperatur kann für den Langzeitgebrauch auf bis zu 425 Grad erhöht werden, wodurch das Problem gelöst wird, dass der isolierte Kugelhahn nicht für längere Zeit über 200 Grad verwendet werden kann Grad . Darüber hinaus können Ventilsitze aus unterschiedlichen Materialien entsprechend den Anforderungen der tatsächlichen Arbeitsbedingungen ausgewählt werden.
(3) Das untere Rohr und der Ablassstopfen sind mit einem Gewinde versehen. Wenn die Temperatur ansteigt, wird es schwieriger, die Abdichtung des Gewindeteils sicherzustellen, sodass der Stopfen aufgehoben wird. Der mit dem unteren Rohr verbundene Stopfen wird durch einen gestuften Ablaufstopfen ersetzt. Das Anschlussende ist mit einer Spiraldichtung abgedichtet, um eine zuverlässige Bodenabdichtung zu gewährleisten.
Die Dichtungsleistung ist aufgrund der verbesserten Dichtungsstruktur des Isolierkugelhahns hervorragend. Insbesondere der verbesserte flexible Graphit ersetzt den O-Ring und wird häufig bei Arbeitsbedingungen mit einer Temperatur von weniger als oder gleich 425 Grad verwendet. Mit der Entwicklung des inländischen Industrieniveaus und dem technologischen Fortschritt wird sich seine Leistung weiter verbessern und sein Anwendungsbereich wird sich weiter erweitern. Der Isolierkugelhahn wird entsprechend der Marktnachfrage verbessert, konstruiert und hergestellt. Das Ventil zeichnet sich durch einen kompakten Gesamtaufbau, einfache Bedienung, zuverlässige Abdichtung und lange Lebensdauer aus. Derzeit funktioniert der Isolierkugelhahn unter den Arbeitsbedingungen des Benutzers gut und alle Leistungsindikatoren erfüllen die Konstruktionsanforderungen. Es weist eine hervorragende Leistung bei flüssigen Medien auf, die sich leicht verfestigen lassen und eine hohe Viskosität aufweisen. Es eignet sich besonders für dicke Medien wie Kolophonium.