水隔離礦漿泵輸漿系統中三通球閥的設計與應用
在使用水隔離渣漿泵輸送泥漿的系統中,為了節省鋪設外部管道的投資,通常設計兩臺水隔離渣漿泵共用一條泥漿輸送管道(設備配置為一臺泵運行,另一臺泵備用)。在這種情況下,為了確保泵和管道之間的正確連接,使用兩個截止閥進行過渡切換。然而,當截止閥的公稱直徑超過150毫米時,手動開啟扭矩很大。在泥漿的沖刷下,截止閥的密封部分磨損很快,導致閥門關閉時內漏,進口閥報廢。因此,美國MILLER(米勒)設計了一個三通球閥來代替原來管道中的兩個截止閥。
美國MILLER(米勒)當泥漿流過進口三通球閥左側時,球體在泥漿的推動下向右滾動,直到與右側閥座接觸。此時,球和閥座將關閉右側管道,使泥漿只能從左側進入,從中間管道流出。如需改變方向,只需停止左隔水泥漿泵,啟動右泵,使球體向左滾動并與左閥座接觸,使泥漿從右側進入,從中間管道流出,實現泵與管道的切換,替代原進口截止閥的切斷功能。當泥漿流過三通球閥時,球離開流動段,被沖刷的部分很小。它的過流成分只有閥座,是圓形的,流動阻力很小。為了實現泥漿順利換向,三通球閥兩側各配有兩個小直徑卸料閥(50ram)。當泥漿需要換向時,打開球對面的卸料閥,降低那里的壓力,以保證球滾向低壓側,并使其與低壓側的閥座緊密接觸。相反,如果另一側的卸荷閥打開,球也會滾向卸荷閥打開的一側。當三通球閥反向時,卸荷閥起輔助作用,當泥漿正常循環時,卸荷閥總是完全關閉。
三通球閥采用卡式結構,閥體為焊接結構。該閥結構緊湊,壁厚均勻。該閥門生產周期短,成本低,安裝方便。與其他類型的閥門相比,這種結構的閥體對~rq-和設計尺寸的精度要求相對較低。閥體強度可以計算為薄。
墻體計算公式的確定。在s+c公式中——考慮腐蝕裕量后的閥體壁厚,mm——閥體內腔最大內徑,mm——設計壓力,公稱壓力PN,MPa。
[l]-材料的容許拉伸應力,MPa
c——附加余量,毫米
閥體壁厚的計算除了強度外,還應考慮剛度和耐磨性,因此其最小壁厚≥6ram較為合適。
球體是易損件,延長其使用壽命是其結構設計的主要目的。目前,浮動球閥的應用越來越廣泛,這是因為浮動球在工作時與閥座的接觸位置自身不斷變化,使其磨損均勻,并具有無需導向就能自動回到原來位置的能力,從而擴大了應用范圍,延長了使用壽命。浮動球閥的球體有多種形式,如實心鋼球、空心鋼球和橡膠鋼芯球。對于水隔離渣漿泵輸送系統,目前園區的工作壓力在2.5MPa以下,橡膠鋼芯球比純鋼球具有更好的耐磨性。使用壽命長,密封更可靠。為了防止球面磨損,密封比壓應滿足qM。
確保密封所需的質量管理特定壓力,兆帕
c——密封面的材料常數
——選擇密封面材料時考慮介質壓力。
對比壓力值的影響系數
——介質工作壓力,兆帕
BM-密封面寬度,m
口-實際比壓力,MPa
[q]——密封面材料的允許比壓
對于中等硬度的橡膠
4-16pn
實際比壓由閥座和介質壓力的實際接觸面積決定。密封面材料的允許比壓是根據閥座和球體中較軟的材料來計算的,即選用中等硬度的橡膠,通常為5MPa。球的橡膠厚度為20-25毫米,橡膠層薄的球容易磨損,橡膠層厚的球容易變形并從閥座孔中擠出。制作球體時,橡膠和鋼芯連接處不應有油污。目前使用的橡膠是丁腈橡膠。硬度為AB5~ 90,鋼芯為鑄鐵,規格為~lNlmm、l~ 0irgn、~250mm、e ~ 31Xlrren。這種球體在2.5兆帕運行時很少出現剝落和開裂,如果壓力超過2.5兆帕,橡膠層應改為氪氣。3.3閥座的硬度、強度和耐腐蝕性。常用材料為40Cr,毛坯為鍛件,加工后的流動段采用高邊淬火。