高溫調(diào)節(jié)與控制是自控執(zhí)行中的難題，高溫和超高溫的切斷難度更大。這一難題的主要表現(xiàn)是高溫膨脹產(chǎn)生卡阻及切斷問(wèn)題。因此，高溫和超高溫控制一直是國(guó)內(nèi)外廠家及設(shè)計(jì)院關(guān)注的重點(diǎn)。
一、應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
從設(shè)計(jì)、選型和使用的角度看，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1)閥體及閥內(nèi)件材料的選擇問(wèn)題
用于450℃以上的環(huán)境中的調(diào)節(jié)閥，在設(shè)計(jì)和選用時(shí)必須考慮溫度、壓力條件對(duì)材料機(jī)械強(qiáng)度的影響，如在鍋爐給水系統(tǒng)和過(guò)熱旁路系統(tǒng)高溫條件下，常規(guī)閥體及閥內(nèi)件材料是不適用的(例如O形圈、四氟材料、彈性材料和標(biāo)準(zhǔn)墊片等)。因此，必須選用更加耐用的材料。一般材料可使用的zui高溫度為500℃左右。對(duì)于高于538℃的場(chǎng)合，閥體通常采用鉻-鉬鋼。對(duì)于zui高溫度達(dá)1035℃左右的場(chǎng)合，通常選用SUS310S型不銹鋼，而且材料含碳量必須控制在0.04～0.08%之間。對(duì)于更高的溫度，建議采用內(nèi)襯非金屬耐熱材料(可用于1200℃的高溫場(chǎng)合)或特殊的耐高溫高強(qiáng)度合金(如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室用耐高溫高強(qiáng)度合金，可直接用于1000℃高溫場(chǎng)合)。
(2)熱膨脹，冷收縮的影響
高溫閥與常溫閥的結(jié)構(gòu)及閥內(nèi)件有很大的差異，如導(dǎo)向間隙、閥板轉(zhuǎn)動(dòng)間隙、軸承方式等。除了從設(shè)計(jì)、制造方面控制外，從閥型結(jié)構(gòu)的選擇上來(lái)減少熱膨脹、冷收縮的影響的方式更為可取。實(shí)踐證明擋板式蝶閥是一種非常好的高溫閥，擋板與閥體內(nèi)腔間的間隙為3～6 mm，可*解決閥板與閥體內(nèi)腔高溫中卡阻的問(wèn)題，并可達(dá)到較高的切斷性能(5×10-4)。
對(duì)于介質(zhì)溫度高于400℃的場(chǎng)合普通的定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)是不可靠的。此時(shí)應(yīng)采用外部軸承結(jié)構(gòu)來(lái)保證閥板的定位與支撐，這樣可以避免內(nèi)部高溫對(duì)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的影響。華林公司發(fā)明的“日”字型定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可起到非常好的定位、支撐和保護(hù)作用，能保證閥板在縱向的準(zhǔn)確定位，避免閥板因重力而下垂造成的堵卡。同時(shí)，由于定位系統(tǒng)承受了閥板、閥桿的重力，從而減輕了執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載，減輕了外部軸承負(fù)載，避免了常規(guī)蝶閥水平安裝使用時(shí)易出現(xiàn)的單邊卡阻現(xiàn)象，可垂直安裝。
(4)填料的耐溫性能
標(biāo)準(zhǔn)的聚四氟乙烯填料僅能用于200℃以下場(chǎng)合，如需用于中高溫場(chǎng)合則必須采用伸長(zhǎng)型閥蓋以防止填料受到*溫度的影響。但較長(zhǎng)較細(xì)的閥桿在高溫條件下強(qiáng)度較差，易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。因此，高溫條件下應(yīng)采用耐溫性能優(yōu)異(可達(dá)600℃)的柔性石墨填料，還可以大大降低伸長(zhǎng)型閥蓋的高度。同時(shí)配以“旋轉(zhuǎn)類閥+粗閥桿”的方式提高閥整體強(qiáng)度，從而較好地解決這一問(wèn)題。
(5)密封方式的選擇
在高溫條件下實(shí)現(xiàn)較高的切斷性能是很困難的，很多常規(guī)的高性能密封方式是不可取的(如O形圈、四氟材料、彈性金屬材料等)。在500℃以內(nèi)，可采用特種復(fù)合石墨閥座軟密封方式。典型的產(chǎn)品有華林的軟密封高溫O型切斷球閥、V型球閥和軟密封高溫全功能超輕型調(diào)節(jié)閥等。在500℃以上的條件下，只能采用金屬對(duì)金屬硬密封方式(一般采用蝶閥結(jié)構(gòu))。為防止因高溫中材料膨脹，而產(chǎn)生的卡阻的問(wèn)題，密封間隙通常留得較大。從而導(dǎo)致泄漏率較大。為解決這一問(wèn)題，華林公司開(kāi)發(fā)了高溫?fù)醢迨降y，它采用平面檔板(閥板)落于閥體凸臺(tái)(一體化)之上的工藝，形成圓線密封面，達(dá)到很好的密封效果，泄漏率僅為10-3~10-4。同時(shí)在密封面上堆焊的耐磨合金使閥具有了較好的密封可靠性，使用壽命也得以延長(zhǎng)。
二、典型高溫調(diào)節(jié)閥
(1)普通高溫合金蝶閥
普通蝶閥是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、同口徑重量zui輕的蝶閥，并且易于鍛造成型，可節(jié)約大量貴重的耐高溫合金。普通型高溫合金蝶閥只可用于泄漏要求不高的場(chǎng)合，應(yīng)用中還應(yīng)注意閥體與閥板之間應(yīng)留有足夠的間隙，避免高溫條件下因材料熱膨脹造成的卡阻。同時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)亩ㄎ淮胧?如華林“日”字型定位系統(tǒng))，以保證閥板的有效定位，避免閥板下垂、偏移，造成單邊卡死或咬死。
(2)高溫合金擋板蝶閥
擋板蝶閥是針對(duì)調(diào)節(jié)閥在高溫條件下易出現(xiàn)的主要問(wèn)題而研發(fā)的新型高溫調(diào)節(jié)閥，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于鍛造成型，密封性好，不易卡阻等優(yōu)點(diǎn)，還可大量節(jié)約貴重的耐高溫合金。其密封方式為平面檔板(閥板)落于閥體凸臺(tái)(一體化)之上，形成圓線密封面，從而達(dá)到很好的密封效果。該產(chǎn)品閥體與閥板間不存在間隙配合問(wèn)題，如果同時(shí)使用華林“日”字型定位系統(tǒng)則可以更有效的保證閥板位置，減輕執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)荷，避免出現(xiàn)單邊卡阻或咬死現(xiàn)象。
(3)高溫導(dǎo)熱油球閥
采用彈性層壓特種復(fù)合石墨閥座與柔性石墨填料的高溫導(dǎo)熱油球閥，可有效地解決導(dǎo)熱油工藝要求切斷好、調(diào)節(jié)好，填料受導(dǎo)熱油影響小(常規(guī)伸長(zhǎng)型閥蓋與散熱片沒(méi)有意義)、密封好的要求，是性能優(yōu)異的中高溫切斷型調(diào)節(jié)閥，可應(yīng)用于500℃以下場(chǎng)合。
(4)耐高溫非金屬內(nèi)夾層超高溫蝶閥
采用耐超高溫合金材料為結(jié)構(gòu)體，耐高溫非金屬材料為內(nèi)襯，做到閥體內(nèi)外有別，從而保證了閥體的強(qiáng)度。中空或耐超高溫合金材料閥板配以循環(huán)或冷卻手段可保證閥板在1200℃左右良好工作，同時(shí)采用華林技術(shù)的“日”字型定位系統(tǒng)更能有效地保證閥板的定位，減輕執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)荷，避免卡阻、咬死和對(duì)內(nèi)襯非金屬材料的破壞。
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