三通球閥在水隔離漿體泵在大顆粒漿體輸送中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

       在使用水隔離礦漿泵進(jìn)行漿液輸送的系統(tǒng)中,為了節(jié)省鋪設(shè)外管線的投資，常常設(shè)計(jì)成2臺(tái)水隔離礦漿泵共用一條輸送漿液管道(設(shè)備配置為一臺(tái)泵運(yùn)行， 另一臺(tái)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(gè)截止閥進(jìn)行過(guò)渡切換。但是當(dāng)截止閥公稱直徑超過(guò)150mm時(shí)，手動(dòng)開(kāi)啟力矩較大。截止閥在漿液的沖刷下， 密封部位磨損較快,導(dǎo)致閥門(mén)關(guān)閉時(shí)內(nèi)漏， 閥門(mén)報(bào)廢。因此， 設(shè)計(jì)了三通球閥， 代替原輸送管道中的2臺(tái)截止閥。

        在水隔離漿體泵在大顆粒漿體輸送中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的左側(cè)有漿液流過(guò)時(shí)，球體在漿液的推動(dòng)下向右滾動(dòng)， 直至與右側(cè)閥座接觸。此時(shí)， 球體與閥座將封閉右側(cè)管路，使?jié){液只能從左側(cè)進(jìn)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(yùn)行， 啟動(dòng)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(dá)到漿體從右側(cè)進(jìn)入， 從中間管道流出， 實(shí)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(guò)三通球閥時(shí)， 球體離開(kāi)過(guò)流斷面， 受沖刷的部位很小。其過(guò)流部件只有閥座， 園而流阻很小。為了能順利實(shí)現(xiàn)漿液換向， 在三通球閥的兩側(cè)各配備個(gè)小通徑的卸荷閥(通徑為50ram)。在漿液需要換向時(shí)，打開(kāi)球體對(duì)面的卸荷閥，降低該處的壓力， 以保證球體向低壓側(cè)滾動(dòng)，并使其與低壓側(cè)閥座緊密接觸。反之．打開(kāi)另一側(cè)的卸荷閥，球體同樣會(huì)向開(kāi)啟卸荷閥側(cè)滾動(dòng)。卸荷閥在三通球閥換向時(shí)起輔助作用， 在漿液正常流通時(shí)， 始終處于全關(guān)閉狀態(tài)。

         三通球閥采用對(duì)夾式結(jié)構(gòu)， 其閥體為焊接結(jié)構(gòu)。該閥結(jié)構(gòu)緊湊． 閥體壁厚均勻。閥門(mén)生產(chǎn)周期短， 費(fèi)用低且安裝方便。這種結(jié)構(gòu)的閥體與其他類(lèi)型的閥門(mén)相比． 對(duì)~rq-及設(shè)計(jì)尺寸的精度要求相對(duì)較低。其閥體強(qiáng)度計(jì)算可按薄

壁圓筒計(jì)算公式確定。s + c式中 — — 考慮腐蝕裕量后閥體的壁厚，mm— — 閥體中腔內(nèi)徑，mm一設(shè)計(jì)壓力，取公稱壓力PN，MPa

[ L]—— 材料的許用拉應(yīng)力，MPa

c— — 附加裕量，mm

閥體壁厚的計(jì)算除了考慮強(qiáng)度之外， 還應(yīng)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(zhǎng)其使用壽命是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的。目前浮動(dòng)球閥使用越來(lái)越廣泛， 因?yàn)楦?dòng)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(dǎo)向就能自動(dòng)回落原位置的能力， 擴(kuò)大了使用范圍， 延長(zhǎng)了使用壽命。浮動(dòng)球閥的球體有實(shí)心鋼球、空心鋼球和橡膠鋼芯球等多種形式。對(duì)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(zhǎng)，密封更可靠。為了防止球體表面的磨損，其密封比壓應(yīng)滿足qM

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(shí)考慮介質(zhì)壓

力對(duì)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(shí)際比壓，MPa

[q]— — 密封面材料的許用比壓

對(duì)于中等硬度橡膠

4十6PN

    實(shí)際比壓由閥座實(shí)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(jì)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(shí)，橡膠與鋼芯結(jié)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(yùn)行很少出現(xiàn)脫皮及裂開(kāi)等現(xiàn)象。壓力超過(guò)2．5MPa，橡膠層應(yīng)改為聚氪酯。3．3 閥座的硬度、強(qiáng)度和耐腐蝕性。常用材料為40Cr，毛坯為鍛件， 機(jī)加后的過(guò)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(mén)通徑相同， 可取0．9DN， 其密封面寬度由密封比壓決定。

        經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)運(yùn)行證明，三通球閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 易損件少， 密封可靠，無(wú)內(nèi)漏，耐磨性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)， 換向省力， 動(dòng)作可靠，制造容易及成本低等特點(diǎn)。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)。