La mejora de la válvula de bola de trunnion de sellado duro para la industria química del carbón (Parte 2)

1,2 Diseño de la estructura de conexión del vástago de la válvula y la esfera
Hay varias estructuras para conectar el vástago de la válvula y la esfera. Para adaptarse a las duras condiciones de trabajo, como altas temperaturas y alta presión y flujos multifásicos en la industria química del carbón, elegimos una estructura concéntrica de conexión de clavija para la válvula de bola sellada en la industria química del carbón. Varios métodos de conexión son los siguientes.

1.2.1 Ranuras cuadradas o rectangulares
La distribución de la presión específica del vástago de la válvula y la esfera en la superficie de contacto no es uniforme al adoptar esta conexión. La distribución de la presión específica de la ranura de conexión de la bola se muestra en la Figura 5. Después de que la válvula de bola se haya abierto y cerrado durante algún tiempo, las partes de conexión y contacto de la bola y el vástago de la válvula se desgastarán en diferentes grados, y el ajuste apretado original se convierte en un ajuste libre, lo que causará una tensión de extrusión extremadamente desigual en la superficie de contacto del vástago de la válvula y la esfera. La compresión parcial se deteriora de deformación elástica a deformación plástica. El revestimiento cerca de la superficie de conexión de la esfera se agrietará y caerá. En casos graves, el agrietamiento del revestimiento se extenderá a la superficie de sellado y provocará que falle el sellado de la válvula. La deformación por compresión de la esfera se muestra en la Figura 6.

 
Figura 5 La distribución de la presión específica de la ranura de conexión de la esfera
Tenga en cuenta que Lzy es la longitud de extrusión y Bzy es la tensión de extrusión.


Figura 6 Deformación por compresión de la esfera

1.2.2 Llaves
La llave es fácil de aflojar en la ranura del eje. La concentración de tensión al final de la ranura de la llave en el eje es excelente y la ranura de la llave debe procesarse en una fresadora; la tecnología de procesamiento es más complicada que otras conexiones.

1.2.3 Los pines
La estructura concéntrica del vástago de la válvula y el pasador de la esfera evita que el centro de la esfera y el vástago de la válvula estén en línea recta debido al ajuste libre, y la tecnología de procesamiento también es simple. La distribución de la presión específica de la superficie de contacto de esta estructura es uniforme, y la tensión de extrusión aproximada y la tensión de corte de la parte de conexión del vástago de la válvula son más pequeñas que la conexión rectangular tradicional. La conexión de la esfera y el vástago de la válvula se muestra en la Figura 7. Esta conexión tiene las ventajas de que la esfera y el vástago de la válvula están conectados integralmente para la válvula de bloqueo de escoria tradicional. El par de funcionamiento es estable y el par de transmisión lo suficientemente grande. Al mismo tiempo, evita los defectos inherentes de que la esfera y el vástago de la válvula estén conectados integralmente. Cuando la esfera y el vástago de la válvula están diseñados integralmente, el vástago de la válvula tendrá una tendencia de desplazamiento hacia arriba bajo la acción de la fuerza del medio, lo que provocará una distribución desigual de la presión específica sobre el círculo de contacto de la esfera y el asiento de la válvula, y un desgaste desigual en el proceso de cierre de la válvula, lo que finalmente provocará una fuga en la válvula.


Figura 7 La conexión de la esfera y el pasador del vástago

1. Asientos de válvulas 2. Esferas 3. Cuerpos de válvulas principales 4. Vástagos de válvulas 5. Pasadores de accionamiento 6. Cuerpos de válvulas auxiliares

1.3 La esfera adoptando una estructura fija tipo eje
Los pivotes superior e inferior soportan la esfera fija para garantizar un posicionamiento preciso de la esfera. La esfera no se mueve en la dirección axial del cuerpo de la válvula bajo la acción de la presión del medio; la estructura es simple y la confiabilidad es buena. El pivote inferior, como parte que soporta la presión en la parte inferior de la válvula, es también la parte de fijación e instalación de la junta de sellado y el mecanismo de ajuste del resorte en la parte inferior del cuerpo de la válvula.

Al mismo tiempo, se instala un mecanismo de ajuste de resorte incorporado en el pivote inferior y se proporciona un resorte debajo del bloque de amortiguación. El resorte no solo puede soportar el peso de la esfera, sino que también cambia la compresión del resorte para establecer una buena relación entre el asiento de la válvula y el centro del par de sellado de la esfera ajustando la distancia radial entre el centro de la esfera y la línea central del canal del asiento de la válvula, mejora el rendimiento de sellado de la válvula y libera la electricidad estática generada por la esfera por varias razones. Esta estructura ha obtenido una patente de modelo de utilidad autorizada por la Oficina Nacional de Propiedad Intelectual y se aplica a un proyecto con buen rendimiento.

Además, en la producción química del carbón, la mayoría de los medios contienen muchas partículas sólidas. Estas pequeñas partículas que entran en el rodamiento y el pivote desgastarán la superficie del rodamiento y el pivote, formando arañazos, reduciendo la vida útil del rodamiento e incluso provocando que la válvula se bloquee debido a la acumulación. Por lo tanto, se instala un anillo de grafito a prueba de polvo para evitar daños en el pivote y el rodamiento por las partículas medianas. La estructura del pivote inferior de la esfera se muestra en la Figura 8.

1. Asientos de válvulas 2. Esferas 3. Cuerpos de válvulas principales 4. Anillos a prueba de polvo 5. Pivots 6. Bloques de amortiguación 7. Cojinetes 8. Cuerpos de válvulas auxiliares
Figura 8 Estructura de pivote inferior de la esfera

 
También hay muchas esferas de válvulas de bola de muñón Que adoptan la estructura de la placa de soporte para optimizar la fuerza del vástago de la válvula, como válvulas de bola de tubería y válvulas de bola dedicadas al oxígeno. Sin embargo, para las condiciones de trabajo de la industria química del carbón, las placas de soporte con la estructura complicada y la mala fluidez del medio hacen que muchas partículas sólidas se peguen fácilmente al interior de la cavidad de la válvula para formar una escala y bloquear la cavidad de la válvula, lo cual no es aplicable. La estructura de la placa de soporte de la esfera se muestra en la Figura 9.

1. Asientos de válvulas 2. Cuerpos de válvulas auxiliares 3. Placas de soporte 4. Esferas 5. Cojinetes 6. Almohadillas reductoras de fricción 7. Pernos 8. Cuerpos de válvulas principales

Figura 9 La estructura de la placa de soporte de la esfera

 
1.4 La estructura del rodamiento
La superficie interior del rodamiento coincidía con con la esfera, el vástago de la válvula y el cuerpo de la válvula se endurece mediante la pulverización de tratamiento de carburo cementado o nitruración, lo que mejora en gran medida la resistencia al desgaste. Todavía se pueden obtener buena dureza y resistencia al desgaste a altas temperaturas, lo que puede garantizar que la válvula no se agarrote cuando se abra y cierre durante mucho tiempo. Al mismo tiempo, el par de funcionamiento de la válvula se puede reducir eficazmente, se mejora el rendimiento de sellado del empaque, se guía el vástago de la válvula y se elimina el desgaste del empaque causado por el movimiento radial del vástago de la válvula. Para evitar que entren partículas y proteger el vástago de la válvula y la caja de empaque, se diseñan e instalan anillos a prueba de polvo I y II en el extremo inferior y exterior del rodamiento para proteger el vástago de la válvula y la caja de empaque. La estructura

1. Vástagos de válvulas 2. Cuerpos de válvulas 3. Cojinetes 4. Cajas de embalaje 5. Juntas 6. Embalaje 7. Anillo a prueba de polvo I 8. Anillo a prueba de polvo II

Figura 10 La estructura del rodamiento

2.Conclusión
Con el desarrollo de la tecnología, los campos de aplicación de válvulas de bola rígidas y resistentes al desgaste de metal serán más extensos. A través del análisis anterior de las cuatro estructuras de válvulas de bola rígidas selladas y las condiciones de trabajo reales de la industria química del carbón, estas estructuras se optimizan, lo que conduce a mejorar el rendimiento y la vida útil de la válvula. Se espera que los argumentos de este artículo puedan proporcionar una cierta referencia para la construcción de la industria de válvulas y jueguen un papel positivo en la mejora del nivel de diseño de válvulas en China.