往复泵新型旋翼阀组设计与试验.pdf

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1、第49卷第6期化工设备与管道Vl01．49No．62012年12月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGDec．2012往复泵新型旋翼阀组设计与试验王克宇，陈礼，于湘智(1．重庆医药设计院，重庆400042；2．重庆水泵厂有限责任公司，重庆400033)摘要：往复泵阀组在运行中常常因阀盘与阀座的密封面出现局部沟槽，导致物料回流、性能陡降而失效，在采取调整阀组材质及硬度等理化性能和改进阀组结构等解决方案基础上，通过采用旋翼阀使通常只能沿轴向上下启闭的阀盘产生旋转，改变密封面局部区域因脉冲应力产生疲劳破坏的初始条件，从而延长阀组的使用寿命。关键词：往复

2、泵；阀组；设计；试验中图分类号：TQ050．2；TH38文献标识码：A文章编号：1009—3281(2012)06—0040—003往复泵阀组的使用寿命直接影响泵机组的连续运行周期，阀组损坏的一般特征是密封面出现凹坑或沟槽(如图1)，而应用于石化行业输送甲醇等高压强渗透性有毒介质以及湿法冶金行业输送硫酸镍等高磨蚀性矿浆料的往复泵阀组，有时在阀盘与阀座的密封面会出现局部沟槽，阀组密封面一旦出现凹坑或沟槽将导致物料回流、性能陡降而失效。阀组密封面出现局部沟槽现象的破坏机理比较复杂，有可能是因阀隙的高压溢流对密封面形成局部冲刷或汽蚀破坏，也有可能是滞留在密封面上

3、的高硬度固体颗粒在阀盘与阀座不断撞击下嵌入密封面图1密封面已损坏的阀组而形成磨蚀或冲击破坏。解决往复泵阀组的使用寿命问题一般通过两种途径：一是调整阀组材质及硬1旋翼阀组工作原理与结构形式度等理化性能，提高其耐蚀性和耐磨性；二是优化1．1旋翼阀组工作原理阀组结构，通过调整阀盘升程来限制阀隙最大流速往复泵的盘状阀一般通过导向筋对阀盘上下启或按满足阀组无冲击条件改进阀组结构。但上述解决闭进行导向控制，当阀盘下部介质压力足以克服阀质方案往往受泵结构和运行条件限制，其改进效果具有量和弹簧载荷时，阀就打开。相反，阀盘回落关闭时不确定性[1-2]特别对于解决密封面出现局

4、部沟槽现必须与阀座形成有效密封以阻止介质回流和减少压象往往效果不明显。力损失。导向筋在确保通流阻力尽可能小的前提下，经分析，阀组密封面局部沟槽的形成必然经历通常在设计时仅考虑合适的导向长度以及与阀座的由点到面的扩展过程。在采用前面叙述的解决方法基间隙，即确保阀盘能够上下启闭顺畅，防止出现卡阻础上，可考虑使通常只能沿轴向上下运动启闭的阀盘现象，。产生旋转运动，通过阀盘与阀座沿圆周方向的不断错旋翼阀组在满足常规型阀组基本功能基础上，位，改变密封面局部区域因脉冲应力产生疲劳破坏的收稿日期：2012—09—19初始条件，从而防止或减缓密封面的局部沟槽现象，作者简介

5、：王克字(1961～)，女，重庆市人，高级工程师。主延长往复泵阀组的使用寿命。要从事化工医药设备设计与相关技术工作。2012年12月王克宇，等．往复泵新型旋翼阀组设计与试验41通过将导向筋设计成类似翼型的结构形状，当液体通B向过导向筋时形成对翼型的绕流，在导向筋两面产生沿圆周方向的压力差，从而使阀盘上下启闭的同时发生旋转。1．2常规型阀组的结构形式常规型阀组沿径向呈射线状均布3-4条导向筋(如图2)。当输送介质通过导向筋时，导向筋两面不图4轴向斜面旋翼阀组能形成沿圆周方向的压力差，导致阀盘只沿轴向上下启闭运动。当阀密封面局部区域因脉冲应力产生疲劳破坏的初始

6、条件或者高硬度固体颗粒滞留在密封面上时，由于阀盘自身无法旋转运动，阀密封面的点状损伤逐渐扩展成沟槽并越来越严重，使阀失去密封性而无法继续使用。图5切向孔旋翼阀组2旋翼阀组试验利用一台JZ型计量泵进行一组常规型阀与三组旋翼阀的对比试验，测试旋翼阀的转速和不同导向筋fB结构形状对泵流量等性能参数的影响。图2常规型阀组2．1试验泵装置1．3径向曲面旋翼阀组的结构形式试验泵以清水为输送介质，一组常规型阀与三径向曲面旋翼阀组设有三条圆弧形“叶片”作组旋翼阀共用同一阀座。为观察旋翼阀上下启闭时所为导向筋，导向筋轴向与阀的轴线平行呈直聃线，导向产生的旋转现象，特制有机玻

7、璃阀套并在旋翼阀盘上筋径向则呈同向圆弧形均布(如图3)。标注红色标记，通过红色标记的位置变化估算旋翼阀的转速(如图6)。B向fB图3径向曲面旋翼阀组1．4轴向斜面旋翼阀组的结构形式轴向斜面旋翼阀组设有三条轴向直线形倾斜“叶阀套片”作为导向筋，导向筋轴向与阀的轴线非平行，呈a=65。～75。角度的直线或弧线形，导向筋径向亦呈直线或弧线形均布(如图4)。1．5切向孔旋翼阀组的结构形式切向孔旋翼阀组的导向部分为圆柱形，中部为图6试验泵结构锥形空心，在靠近阀的密封面下方设有三个切向均布的过流孑L，介质通过切向过流孑L由锥形空心向外流出2．2阀组对比试验结果(如图5

8、)。阀组对比试验结果见表1。