三通球閥在水隔離漿體泵在大顆粒漿體輸送中的設計與應用

       在使用水隔離礦漿泵進行漿液輸送的系統(tǒng)中,為了節(jié)省鋪設外管線的投資，常常設計成2臺水隔離礦漿泵共用一條輸送漿液管道(設備配置為一臺泵運行， 另一臺泵備用)。在這種情況下,為了保證泵與管道的正確連接， 采用2個截止閥進行過渡切換。但是當截止閥公稱直徑超過150mm時，手動開啟力矩較大。截止閥在漿液的沖刷下， 密封部位磨損較快,導致閥門關閉時內(nèi)漏， 閥門報廢。因此， 設計了三通球閥， 代替原輸送管道中的2臺截止閥。

        在水隔離漿體泵在大顆粒漿體輸送中的設計與應用的左側(cè)有漿液流過時，球體在漿液的推動下向右滾動， 直至與右側(cè)閥座接觸。此時， 球體與閥座將封閉右側(cè)管路，使?jié){液只能從左側(cè)進入， 從中間管道流出。如果需要換向， 只將左側(cè)水隔離礦漿泵停止運行， 啟動右側(cè)泵，就可使球體滾向左側(cè)．并與左側(cè)閥座接觸， 從而達到漿體從右側(cè)進入， 從中間管道流出， 實現(xiàn)泵與管道的切換， 即可代替原截止閥的截止作用。漿液流過三通球閥時， 球體離開過流斷面， 受沖刷的部位很小。其過流部件只有閥座， 園而流阻很小。為了能順利實現(xiàn)漿液換向， 在三通球閥的兩側(cè)各配備個小通徑的卸荷閥(通徑為50ram)。在漿液需要換向時，打開球體對面的卸荷閥，降低該處的壓力， 以保證球體向低壓側(cè)滾動，并使其與低壓側(cè)閥座緊密接觸。反之．打開另一側(cè)的卸荷閥，球體同樣會向開啟卸荷閥側(cè)滾動。卸荷閥在三通球閥換向時起輔助作用， 在漿液正常流通時， 始終處于全關閉狀態(tài)。

         三通球閥采用對夾式結構， 其閥體為焊接結構。該閥結構緊湊． 閥體壁厚均勻。閥門生產(chǎn)周期短， 費用低且安裝方便。這種結構的閥體與其他類型的閥門相比． 對~rq-及設計尺寸的精度要求相對較低。其閥體強度計算可按薄

壁圓筒計算公式確定。s + c式中 — — 考慮腐蝕裕量后閥體的壁厚，mm— — 閥體中腔最大內(nèi)徑，mm一設計壓力，取公稱壓力PN，MPa

[ L]—— 材料的許用拉應力，MPa

c— — 附加裕量，mm

閥體壁厚的計算除了考慮強度之外， 還應考慮其剛度及耐磨性， 所以其最小壁厚≥6ram較合適。

         球體是易損件． 延長其使用壽命是其結構設計的主要目的。目前浮動球閥使用越來越廣泛， 因為浮動球體在工作中不斷自行改變與閥座的接觸位置， 使其磨損均勻， 具有不用導向就能自動回落原位置的能力， 擴大了使用范圍， 延長了使用壽命。浮動球閥的球體有實心鋼球、空心鋼球和橡膠鋼芯球等多種形式。對于水隔離礦漿泵輸送系統(tǒng)而言， 園目前其工作壓力都在2．5MPa以下， 采用橡膠鋼芯球比純鋼球耐磨性能好。使用壽命長，密封更可靠。為了防止球體表面的磨損，其密封比壓應滿足qM<q

式中 qM— — 保證密封所需的比壓，MPa

c— — 密封面材料常數(shù)

— — 密封面材料已選定時考慮介質(zhì)壓

力對比壓值的影響系數(shù)

— — 介質(zhì)的工作壓力，MPa

bM— — 密封面的寬度，m

口— — 實際比壓，MPa

[q]— — 密封面材料的許用比壓

對于中等硬度橡膠

4十6PN

    實際比壓由閥座實際接觸面積及所受介質(zhì)壓力所確定。密封面材料的許用比壓按閥座與球體中較軟材料計算， 即按中等硬度的橡膠選取，通常為5MPa。球體的橡膠厚度取20-25mm，橡膠層薄的球體易磨損破壞，橡膠層厚的球體易變形， 易從閥座孔擠出。制作球體時，橡膠與鋼芯結合處不能有油污。目前使用的橡膠為丁腈橡膠。硬度為AB5～ 90， 鋼芯為鑄鐵， 規(guī)格有~lNlmm、l~ 0irgn、~250mm 和e~31Xlrren等。這種球體在2．5MPa下運行很少出現(xiàn)脫皮及裂開等現(xiàn)象。壓力超過2．5MPa，橡膠層應改為聚氪酯。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， 機加后的過流斷面采用高瀕淬

火．其淬火深度2～ 4mm． 表面硬度為HRC50～55。閻座孔與閥門通徑相同， 可取0．9DN， 其密封面寬度由密封比壓決定。

        經(jīng)過幾年的生產(chǎn)運行證明，三通球閥具有結構簡單， 易損件少， 密封可靠，無內(nèi)漏，耐磨性強，使用壽命長， 換向省力， 動作可靠，制造容易及成本低等特點。該閥適用于漿體管道輸送系統(tǒng)， 特別是輸送含有2ram 以下顆粒介質(zhì)的系統(tǒng)。