[发明专利]带导流孔撑开式平行双闸板闸阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门结构，具体涉及一种带导流孔的平行双闸板闸阀的结构。

背景技术

在大型的流体工艺系统中，如果系统的规模和容量较大、管线的累计长度较长、配套的阀门数量较多，则在进行配套阀门的选型时，除了要考虑阀门的密封能力和密封可靠性外，同时还应该考虑所选用的阀门应具有尽可能低的流阻系数，以减少压力损失，降低能耗。一套大型机组或装置需要配套为数众多的阀门，如果在阀门选型方面不考虑这一点，则众多阀门的压力和能量损耗累加在一起，将对系统的能耗和效率指标带来影响。因此，从理论上来说，如果不考虑现行的阀门产品系列对阀门的配套选型所带来的制约，大型机组或装置中的主要工艺管道和设备尤其是工况介质为中、高温介质的工艺管道和设备上所配套的阀门在进行选型时，理想的阀门应该是：象球阀一样具有很好的低流阻特性，象截止阀、闸阀一样具有很好的密封能力和密封可靠性以及高温适应性。

在大型火力发电机组和大型石化装置中，安装使用着大量的阀门。对于阀门的选型，需要根据使用要求对可能的选择进行比较和权衡，球阀尽管具有低流阻、低压损的优势，但由于受密封件材料和密封结构的制约，其密封能力和密封可靠性以及高温适应性，与密封面为金属密封面、可以依靠外力来增加密封力的楔式闸阀相比，还存在较大的差距；而楔式闸阀尽管在密封和耐温两方面能够更好地满足使用要求，但阀门在开启状态时，受阀内流道形态的影响会使流动的介质产生湍流和大的涡流，产生流阻和压力损失，而主工艺管道和设备上大量的阀门所产生的流阻和压损，无疑会增加机组和装置的能耗、降低效率。目前，在现行的阀门产品系列中，暂时还难以找到在流阻和密封、耐温性等方面以及在造价、可靠性和使用寿命方面都能够较好地满足使用需要的产品可以用于选择和配套。现阶段在大型火力发电机组和大型石化装置的主要工艺管道和设备上所使用的口径较大一些的阀门一般以采用楔式闸阀为主，尤其是中、高温工况，则只能选用闸阀进行配套，如在大容量火电机组包括超(超)临界机组的主给水、主蒸汽、再热蒸汽等管道系统中，目前普遍选用压力密封的高压楔式闸阀用于配套。尽管选择楔式闸阀在阀门的密封和耐高温等方面能够满足使用需要，但阀门的流阻系数和压损偏大则是一个需要加以考虑和解决的问题。

具有低流阻特性的阀门，其关闭件上应设置有直径与阀门进出口流道直径相当的导流孔结构。

带有导流孔而又在密封和耐高温等方面与上述要求较接近的阀门是撑开式双平板闸阀。撑开式双平板闸阀(又称膨胀闸阀，如图1、图2所示)目前在API6D石油天然气管线上应用最多，另外的一个应用是地热蒸汽管线。如果将这种结构的阀门作为大型火力发电机组和大型石化装置主工艺管道和设备上的截断阀使用，尤其是作为大型火电机组主给水、主蒸汽、再热蒸汽等管道系统的高温高压阀门使用，存在如下几个缺点：1、闸板组件为全刚性结构，高温工况使用时易发生楔死现象，导致阀门不能正常启闭；2、主闸板和副闸板的贴合斜面的尺寸和范围过大，当因角度的误差或有杂质卡滞在斜面上导致阀门密封副的吻合性欠佳时，基本无补偿能力；3、主闸板和副闸板的贴合斜面一般由本体材料加工形成，抗擦伤能力差，有些厂家虽然也采用了渗氮、镀镍或QPQ处理，但因为强化层厚度较薄而基体材料过软，抗擦伤破坏的能力也不能完全满足使用要求；一旦贴合斜面产生擦伤，则摩擦系数会急剧增加，再加上国内外一些厂家的产品贴合斜面的粗糙度本来就比经过研磨的密封面的粗糙度要低不少，会导致开启时主闸板强制带动副闸板一起上升，致使进、出口两侧的密封副在开启的过程中始终存在高比压的强力摩擦乃至产生密封面的擦伤，同时阀门开启扭矩也会有较大的增加；4、闸板组件为双斜面结构，体积庞大、重量重；5、结构复杂、零部件数量多，降低了产品的使用可靠性；6、闸板组件上的一些尺寸较小的零件如销轴、摇臂、滑块、圆柱销等传动件，在阀门启、闭过程中遇到卡阻需要用大力矩操作时，在强度和可靠性方面可能会出现问题；7、销轴、圆柱销一般采用过盈配合压入、螺纹旋入或点焊的方式固定，在受到较大的作用力后容易脱出；8、主闸板和副闸板上同时设置有导流孔，闸板组件开启、涨开后，主闸板导流孔难以保证和副闸板导流孔及阀门通道孔完全对证，因而也不利于最大限度地降低阀门流阻；9、阀杆上无上密封面，不利于填料部位的密封和维护；10、口径小一些的撑开式双平板闸阀一般采用扭簧来辅助副闸板开启时复位，由于扭簧作用力方向较接近自锁角以及贴合斜面摩擦力的影响，有时并不能确保副闸板能可靠复位。