HJ新型翻板阀的实践应用分析

2022-04-29

水泥窑预分解系统的翻板阀在预热器系统中的作用是实现物料分离、防止气流短路，所以其在系统节能降耗方面占据至关重要的地位。由于翻板阀的工作环境相对恶劣，如翻板阀设计不合理和维护检修不方便，易导致阀板动作不灵活，造成锁风不严，形成所谓的内漏风，将增加整个系统热耗、影响产质量和运转率。针对以上技术问题，HJ新型翻板阀在结构设计和工艺设计进行了大的创新和改进，解决了翻板阀在使用过程中阀板卡顿、锁风不严的技术问题，本文结合翻板阀在现场实际使用过程中的常见技术问题及解决方案如下：

1 翻板阀阀轴卡顿

1.1填料挤压过度
目前预热器翻板阀大多采用盘根填料密封，其原理是通过对密封填料施加一定的径向力从而填堵翻板阀壳体与活动阀板轴之间的间隙，该密封方式必然会导致转动轴的灵活性与密封性相互矛盾。填料所受径向力越大，轴端密封效果越好，但轴的灵活性越差，径向力过小，轴转动灵活，但密封效果又不理想。
针对上述问题，HJ新型翻板阀设计思路是将密封和转动两个相互矛盾问题拆开后分别处理。由内而外设置迷宫、填料、油封三层密封结构（见图1），其中迷宫、油封结构不直接与转动轴接触，迷宫结构大幅度卸去冲击到填料上面的瞬时正压，由于填料部位压力变低，即可适当地减小填料径向压力，减小对阀轴的摩擦。设置在最外端的油封既可以减少外部粉尘进入填料，也可以再次降低漏率、防止漏灰。

图（1）HJ新型翻板阀密封结构

1.2翻板阀阀轴变形

翻板阀阀轴因其长径比过大极易在使用过程中产生形变。阀轴的形变不仅会导致阀板损坏，也可能连同阀板一起与其它部位造成干涉。HJ新型翻板阀阀轴使用耐热钢铸造，热处理消除应力，并在装配之前使用专业工具对阀轴直线度进行多次矫正。

2翻板阀阀板与下料管干涉

传统翻板阀过度追求阀板全闭状态时的密封性，常在阀板上方设置一定高度的凸台（见图2），以此来减少阀板与进料管道间的接触面积、提高密封效果，但这也加大了受热膨胀后料管与阀板间的干涉几率，解决这一问题的主要思路是考虑受热膨胀系数，在不影响翻板阀工艺效果的基础上，从结构设计上优化阀板与料管接触面间的配合。HJ新型翻板阀通过三维软件仿真，优化阀板与料管接触面，在易干涉位置设计倒角，保证阀板在张开10°的情况下，阀板与下料管间隙不小于10mm（见图3），闭合时上平面与下料管完全贴合。

图（2）传统翻板阀干涉示意图

图（3）HJ新型翻板阀示意图

3 翻板阀阀板端部陷入浇注料

若阀板长度设计不合理，当阀板受到瞬时冲击时，会使阀板开度瞬间达到最大，并陷入浇注料内部（见图4）长时间不能复位，这种情况不仅会导致管道窜风，而且还有损坏浇注料的风险。HJ新型翻板阀设计完成后利用三维仿真检查所有型号产品的运动状态及干涉，通过调整阀板长度或优化浇筑参数从根本上避免了阀板与浇注料的干涉问题。

图（4）阀板与浇注料干涉

4 翻板阀阀体内部结皮

翻板阀使用过程中，内部结皮无法避免，当结皮达到一定厚度势必会对翻板阀的灵活性造成一定影响。针对这一现象，除了浇筑过程中严格遵守浇筑工艺指导书，选择合适的抗结皮浇注料之外，在结构设计上也应考虑各级下料管翻板阀的使用环境，在关键部位预留足够间隙，保证翻板阀在一个使用周期内结皮厚度不会对转动部件造成干涉。
HJ新型翻板阀阀板各边缘与浇注料之间预留10cm间隙（见图5），浇注料使用磨具浇筑，平整度、体积密度、浇筑尺寸等受质量检测监管。阀体正面开有清结皮孔门，结合实际使用情况发现，该措施效果显著。

图（5）HJ新型翻板阀间隙预留

5其他因素

翻板阀的灵活转动是一个系统性问题，除了上述四种因素外，转动支撑件（轴承、线性接触支撑、密封盘根）缺少维护、配件形变、生产装配精度过低、翻板阀在下料管的安装位置不合理等都可能对翻板阀转动造成影响。需要认真对待翻板阀设计、安装和使用中的每一个过程，并定期检查维护。

HJ新型翻板阀实物图

6结论

结合生产实践，汇金技术团队经过近三年的技术创新和改进，HJ新型阀板阀在生产设计过程中应对各种技术问题的解决方案直观有效，不仅降低了下料管热耗，也减少了由于下料管问题造成停窑的几率。HJ新型翻板阀锁风效果好、节能效果显著、翻板阀的阀芯动作灵活、密封效果好，阀芯运行稳定，HJ新型翻板阀的稳定性与经济性得到了客户的一致认可，为生产企业带来了很好的经济效益，具有很强的应用推广价值。