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技術(shù)文章

隔膜罐底閥、無(wú)菌隔膜閥類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和工作原理

閱讀:4489          發(fā)布時(shí)間:2022-9-19
隔膜閥(diaphragm valve)是一種特殊形式的截?cái)嚅y,出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代。它的啟閉件是一塊用軟質(zhì)材料制成的隔膜,把閥體內(nèi)腔與閥蓋內(nèi)腔及驅(qū)動(dòng)部件隔開(kāi),故稱(chēng)隔膜閥。
隔膜閥又稱(chēng)控制閥,是執(zhí)行器的主要類(lèi)型,通過(guò)接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào),借助動(dòng)力操作去改變流體流量。
隔膜閥的結(jié)構(gòu):
隔膜閥是一種特殊形式的截?cái)嚅y,其啟閉件是一塊用軟質(zhì)材料制成的隔膜,它將閥體內(nèi)腔與閥蓋內(nèi)腔隔開(kāi)。隔膜閥實(shí)際上不過(guò)是“鉗夾”的閥,一個(gè)彈性的,可擾的膜片,用螺椿連接在壓縮件上,壓縮件是由閥桿所操作而上下移動(dòng),當(dāng)壓縮件上升,膜片就高舉,而造成通路,當(dāng)壓縮件下降,膜片就壓在閥體堰上(假使為堰式閥)或壓在輪廓的底部(假使為直通式),隔膜閥適用于開(kāi)關(guān)及節(jié)流之用。
隔膜閥本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因特適合于超純介質(zhì)或污染嚴(yán)重,十分粘稠的液體、氣體、腐蝕性或惰性介質(zhì)。與控制設(shè)備相結(jié)合時(shí),隔膜閥更能取代其它傳統(tǒng)控制系統(tǒng),尤其是適用于固體和易污染的惰性介質(zhì)。產(chǎn)品主要應(yīng)用于生物制藥、食品、行業(yè);以及電力、化工、電鍍、等行業(yè)的工業(yè)水處理中,還被應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的生產(chǎn)中,隔膜閥是特別適用于運(yùn)送有腐蝕性,有粘性的流體,例如泥漿、食品、藥品、織維性粘合液等,因管線中,隔膜閥的操作機(jī)構(gòu),是不暴露在運(yùn)送流體中,故不具污染性,也不需要填料,閥桿填料部也不可能會(huì)泄漏。
隔膜閥聯(lián)接著潤(rùn)滑油的低壓安全油系統(tǒng)與EH油的高壓安全油系統(tǒng),其作用是潤(rùn)滑油系統(tǒng)的低壓安全油壓力降低到1.4Mpa時(shí),可以通過(guò)EH油系統(tǒng)。
當(dāng)汽輪機(jī)正常工作時(shí),潤(rùn)滑系統(tǒng)的透平油通入閥內(nèi)活塞上的油室中,克服彈簧力,使閥在關(guān)閉位置,堵住EH危急遮斷油母管的泄油通道,使EH系統(tǒng)投入工作。當(dāng)危急遮斷器動(dòng)作或手動(dòng)打閘時(shí)均能使透平油壓力降低或消失,從而使壓縮彈簧打開(kāi)把EH危急遮斷油泄掉,關(guān)閉所有進(jìn)汽門(mén)。
隔膜閥的工作原理:
隔膜閥的關(guān)閉與開(kāi)啟是通過(guò)來(lái)自管路的壓力作用于增強(qiáng)橡膠隔膜實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)壓力介質(zhì)進(jìn)入閥門(mén)控制腔,隔膜下壓,關(guān)閉閥門(mén)通道,當(dāng)控制腔壓力排向大氣或下游管道,隔膜上升,閥門(mén)通道被打開(kāi)。閥門(mén)沒(méi)有閥桿、密封墊、定向座等,通道中運(yùn)動(dòng)的部件就是隔膜,所以不存在銹蝕及抱死現(xiàn)象,具有更高的穩(wěn)定性。多種結(jié)構(gòu)形式及控制形式,可適用于多種的流體控制需要。
隔膜閥的類(lèi)型:
隔膜閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力,隔膜閥可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種,即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)隔膜閥,以電為動(dòng)力源的電動(dòng)隔膜閥,以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)隔膜閥,另外,按其功能和特性分,還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場(chǎng)總線型隔膜閥等。隔膜閥的產(chǎn)品類(lèi)型很多,結(jié)構(gòu)也多種多樣,而且還在不斷更新和變化。一般來(lái)說(shuō)閥是通用的,既可以與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配,也可以與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。
管夾閥的閥體類(lèi)型選擇閥體的選擇是管夾閥選擇中最重要的環(huán)節(jié)。在選擇閥門(mén)之前,要對(duì)控制過(guò)程的介質(zhì)、工藝條件和參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的分析,收集足夠的數(shù)據(jù),了解系統(tǒng)對(duì)隔膜閥的要求,根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來(lái)確定所要使用的閥門(mén)類(lèi)型。
襯氟塑料球閥閥芯形狀結(jié)構(gòu)主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。耐磨損性當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí),閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會(huì)受到嚴(yán)重摩擦。因此閥門(mén)的流路要光滑,閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性,在能滿足調(diào)節(jié)功能的情況下,盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單閥門(mén)。介質(zhì)的溫度、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí),應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門(mén)。防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計(jì)算,還會(huì)形成振動(dòng)和噪聲,使閥門(mén)的使用壽命變短,因此在選擇閥門(mén)時(shí)應(yīng)防止閥門(mén)產(chǎn)生閃蒸和空化。
RPP、PVDF塑料隔膜閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇
輸出力的考慮
執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類(lèi)型,其輸出力都是用于克服負(fù)荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩加上摩擦力、密封力、重力等有關(guān)力的作用)。因此,為了使隔膜閥正常工作,配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)克服各種阻力,保證高度密封和閥門(mén)的開(kāi)啟。
對(duì)于雙作用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),一般都沒(méi)有復(fù)位彈簧。作用力的大小與它的運(yùn)行方向無(wú)關(guān),因此,選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵在于弄清的輸出力和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。對(duì)于單作用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),輸出力與閥門(mén)的開(kāi)度有關(guān),隔膜閥上的出現(xiàn)的力也將影響運(yùn)動(dòng)特性,因此要求在整個(gè)隔膜閥的開(kāi)度范圍建立力平衡。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)類(lèi)型的確定
對(duì)三通隔膜閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后,根據(jù)工藝使用環(huán)境要求,選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有防爆要求時(shí),應(yīng)選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),且接線盒為防爆型,不能選擇電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果沒(méi)有防爆要求,則氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用,但從節(jié)能方面考慮,應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其使用不如氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛,但具有調(diào)節(jié)精度高、動(dòng)作速度快和平穩(wěn)的特點(diǎn),因此,在某些情況下,為了達(dá)到較好調(diào)節(jié)效果,必須選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),如發(fā)電廠透明機(jī)的速度調(diào)節(jié)、煉油廠的催化裝置反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)控制等。
隔膜閥特點(diǎn):
特點(diǎn)是隔膜把下部閥體內(nèi)腔與上部閥蓋內(nèi)腔隔開(kāi),使位于隔膜上方的閥桿、閥瓣等零件不受介質(zhì)腐蝕,省去了填料密封結(jié)構(gòu),且不會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)外漏。
1、采用橡膠或塑料等軟質(zhì)密封制作的隔膜,密封性較好。由于隔膜為易損件,應(yīng)視介質(zhì)特性而定期更換。
2、受隔膜材料限制,隔膜閥適用于低壓和溫度相對(duì)不高的場(chǎng)合。
3、隔膜閥按結(jié)構(gòu)形式可分為:屋式、直流式、截止式、直通式、閘板式和直角式六種;連接形式通常為法蘭、卡箍連接;按驅(qū)動(dòng)方式可分為手動(dòng)、電動(dòng)和氣動(dòng)三種,其中氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)又分為常開(kāi)式、常閉式和往復(fù)式三種。
4.一般不宜用于溫度高于60度及輸送有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化介質(zhì)的管路中,也不宜在較高壓力的管路中使.
襯里材料的使用溫度和適用介質(zhì)
襯里材料(代號(hào))使用溫度(℃)適用介質(zhì)
硬橡膠(NR)-10~85鹽酸、30%硫酸、50%氫氟酸、80%磷酸、堿、鹽類(lèi)、鍍金屬溶液、氫氧化鈉、氫氧化鉀、中性鹽水溶液、10%次氯酸鈉、溫氯氣、氨氣、大部分醇類(lèi)有機(jī)酸及醛類(lèi)等
軟橡膠(BR)-10~85水泥、粘土、煤渣灰、顆粒狀化肥及磨損性較強(qiáng)的固態(tài)流體、各種濃度稠粘液等
氟橡膠(CR)-10~85動(dòng)植物油類(lèi)、潤(rùn)滑劑及PH值變化范圍很大的腐蝕性泥漿等
丁基膠(HR)-10~120有機(jī)酸、堿和氫氧化合物、無(wú)機(jī)鹽及無(wú)機(jī)酸、元素氣體醇類(lèi)、醛類(lèi)、醚類(lèi)、酮類(lèi)等
聚偏氟乙丙烯塑料(FEP)≤150除熔融堿金屬、元素氟及芳香烴類(lèi)外的鹽酸、硫酸、王水、有機(jī)酸、強(qiáng)氧化劑、濃稀酸交替、酸堿交替和各種有機(jī)溶劑等
聚偏氟乙烯塑料 (PVDF)≤100
聚四氟乙烯和乙烯共聚物(ETFE)≤120
可熔性聚四氟乙烯塑料(PFA)≤180
聚三氟氯乙烯塑料(PCTFE)≤120
搪瓷≤100 切忌溫差急變除氫氟酸、濃磷酸及強(qiáng)堿外的其它低度腐蝕性介質(zhì)
鑄鐵無(wú)襯里使用溫度按隔膜閥材料定非腐蝕性介質(zhì)
不銹鋼無(wú)襯里一般腐蝕性介質(zhì)
安裝與維護(hù)
 ?、俑裟らy安裝前應(yīng)仔細(xì)核對(duì)管路的運(yùn)行條件是否與本閥規(guī)定的使用范圍相符,并應(yīng)清洗內(nèi)腔,以防止污物卡阻或損傷密封部件。
 ?、谙鹉z襯里層和橡膠隔膜表面切勿涂刷油脂類(lèi)物品,以防橡膠溶脹,影響隔膜閥使用壽命。
  ③手輪或傳動(dòng)機(jī)構(gòu),不允許作起吊用,并嚴(yán)禁碰撞。
 ?、苁謩?dòng)操作隔膜閥時(shí),不得借助于輔助杠桿,以防扭力過(guò)大而損傷驅(qū)動(dòng)部件或密封部位。
 ?、莞裟らy應(yīng)存放在干燥通風(fēng)的室內(nèi),嚴(yán)禁堆放,庫(kù)存隔膜閥的兩端通道必須封口,且啟閉件應(yīng)處于微開(kāi)啟狀態(tài)。
故障與消除
可能產(chǎn)生的故障原因消除方法
手輪操作不靈活 ①閥桿彎曲
 ②螺紋損傷
①更換閥桿
②修整螺紋,并加潤(rùn)滑劑
氣動(dòng)隔膜閥不能自動(dòng)啟閉①氣源壓力過(guò)低
②彈簧頂緊力過(guò)大
③橡膠隔膜損壞
①調(diào)高供氣壓力
②減少?gòu)椈身斁o力
③更換隔膜
閥體與閥蓋連接處滲漏① 連接螺栓松動(dòng)
②閥體內(nèi)膠層破裂
①緊固連接螺栓
②更換閥體

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