Тройная Эксцентриковая Дисковая Заслонка: Преимущества Конструкции И Принцип Работы

Источник：https://www.youtube.com/watch?v=sYbehFeAHKc

В концентрических дисковых затворах диск и уплотнительная поверхность постоянно подвергаются сжатию и трению, что приводит к быстрому износу и затруднениям при открытии и закрытии. Одинарный эксцентриковый дисковый затвор уменьшает это сжатие за счет осевого смещения, но трение все равно происходит.

Двойной эксцентриковый дисковый затвор добавляет еще одно смещение в радиальном направлении, что позволяет диску быстро выходить из контакта с уплотнительной поверхностью, значительно снижая износ, хотя требуется точное закрытие.

Для полного устранения трения был разработан тройной эксцентриковый дисковый затвор. За счет третьего смещения обеспечивается полное отсутствие контакта между диском и уплотнительной поверхностью во время работы, что значительно улучшает уплотнительные характеристики и увеличивает срок службы.

Анимация Тройного Эксцентрикового Дискового Затвора

Принцип Работы Тройного Эксцентрикового Дискового Затвора

Три смещения в тройном эксцентриковом затворе: смещение оси, смещение центра сферы и смещение уплотнительной поверхности.

Первое смещение: Ось штока клапана смещена от оси седла клапана на определённое расстояние, что обеспечивает целостность уплотнительной поверхности.

Второе смещение: Ось штока клапана смещена относительно оси корпуса клапана, что снижает трение между уплотнительными элементами при открытии и закрытии.

Третье смещение: Ось корпуса клапана смещена от оси конической уплотнительной поверхности седла клапана на определённый угол, что позволяет быстро разъединять или соприкасать уплотнительное кольцо дискового затвора и седло клапана при открытии и закрытии, обеспечивая отсутствие трения или сжатия между уплотнительными элементами.

Благодаря третьему смещению диск затвора не соприкасается с уплотнительной поверхностью корпуса клапана при открытии и закрытии, что предотвращает износ и минимизирует крутящий момент, необходимый для работы клапана. Этот угол смещения также создаёт клиновидное уплотнение, улучшая характеристики затвора при высоких перепадах давления.

Конструкция Тройного Эксцентрикового Дискового Затвора

Главная особенность тройного эксцентрикового затвора — это его работа без контакта, что исключает износ при открытии и закрытии. Следовательно, конструкция трёх смещений имеет решающее значение. Первое смещение связано с размерами корпуса клапана и диаметром штока. Второе и третье смещения — это ключевые параметры, обеспечивающие отсутствие контакта при работе.

1.При увеличении второго смещения увеличивается зазор между диском затвора и уплотнительной поверхностью корпуса, что облегчает разъединение диска. Однако это создаёт больший дисбаланс крутящего момента, что увеличивает общий рабочий момент. Поэтому при обеспечении быстрого разъединения диска с уплотнительной поверхностью корпуса второе смещение должно быть минимальным.

2.Если угол третьего смещения слишком велик, уплотнительное кольцо диска испытывает неравномерные усилия, что снижает эффективность при высоких перепадах давления. Напротив, если угол слишком мал, может возникнуть контакт и износ, что ухудшит герметичность и сократит срок службы. Например, Vanessa, известный международный производитель тройных эксцентриковых затворов из Италии, проектирует угол третьего смещения в диапазоне от 10° до 12°.

Уплотнительная Пара Тройного Эксцентрикового Дискового Затвора

Уплотнительные пары тройных эксцентриковых дисковых затворов обычно включают в себя металлические твёрдые уплотнения, неметаллические мягкие уплотнения, многослойные уплотнения и эластичные уплотнения.

Выбор уплотнительной пары зависит в основном от свойств рабочей среды, температуры и требуемого класса герметичности. Обычно, если температура не превышает 200°C, среда чистая и не содержит абразивных частиц, а также требуется высокая степень герметичности, может использоваться неметаллическое мягкое уплотнение.

В случаях, когда температура выше или среда абразивная, рекомендуется металлическое твёрдое уплотнение. При использовании металлического твёрдого уплотнения уплотнительная поверхность корпуса клапана должна пройти упрочняющую обработку, такую как наплавка или напыление твёрдых сплавов на уплотнительную поверхность корпуса клапана, чтобы повысить твёрдость поверхности и улучшить её стойкость к износу.

Кроме упомянутых выше аспектов конструкции, при проектировании тройного эксцентрикового дискового затвора необходимо учитывать воздействие рабочей среды на структуру клапана. Например, для угольной пыли требуется защита штока клапана от пыли; для кислорода необходимо учитывать меры по статическому разряду для внутренних деталей; для огнестойких требований необходимо использовать двойное мягкое и твёрдое уплотнение. Более того, шток клапана должен быть спроектирован таким образом, чтобы предотвратить выброс под воздействием внутреннего давления. В процессе проектирования необходимо максимально учитывать реальные условия эксплуатации и рабочую среду, чтобы гарантировать, что конечный продукт будет безопасным, надёжным и подходящим для нужд пользователя.

Преимущества Тройных Эксцентриковых Дисковых Затворов

• Отличная герметичность: Уплотнение тройного эксцентрикового затвора достигается за счёт сжатия между уплотнительными поверхностями клапана. Чем больше крутящий момент при закрытии, тем выше уровень герметичности, что делает возможной "нулевую утечку".
• Отсутствие трения: Конструкция минимизирует трение при открытии и закрытии клапана, что значительно увеличивает срок службы.
• Высокая пропускная способность: Благодаря преимуществам тройной эксцентриковой конструкции диаметр потока больше, что обеспечивает более высокий расход среды.
• Отсутствие мёртвой зоны: С минимальным трением между диском и седлом клапан начинает регулировать поток с почти нулевого градуса открытия до 90 градусов. Его коэффициент управления более чем в два раза превышает стандартный дисковый затвор, а максимальный коэффициент управления — более 100:1.
• Высокая стойкость к температурам и давлению: Тройные эксцентриковые клапаны с металлическим уплотнением могут работать в широком диапазоне температур и давлений: от -196°C до 650°C, и от PN10 до PN160 (ANSI CL 150 до CL1500).
• Длительный срок службы: Металлическое уплотнение тройного эксцентрикового затвора обеспечивает отличную износостойкость, сохраняя свою форму даже при длительной эксплуатации. Седло и уплотнительное кольцо разъединяются без трения в момент открытия, что значительно увеличивает срок службы.
• Регулируемые характеристики: Степень открытия и закрытия тройного эксцентрикового затвора можно регулировать по необходимости, что делает его подходящим для различных промышленных трубопроводов.

Недостатки Тройных Эксцентриковых Дисковых Затворов

• Толстая конструкция диска клапана: Диск клапана относительно толстый, что приводит к увеличению сопротивления потоку, поэтому такие клапаны не подходят для трубопроводов малого диаметра, особенно ниже DN200.
• Влияние на герметичность в постоянно открытых трубопроводах: В постоянно открытых трубопроводах уплотнительная поверхность седла клапана подвергается прямому воздействию потока рабочей среды, что может привести к износу многослойного жёсткого ламинированного уплотнительного кольца на диске клапана, ухудшая герметичность со временем.
  
• Возможность утечек при обратном потоке: Тройная эксцентриковая конструкция использует крутящий момент привода для прижатия диска клапана к седлу для обеспечения герметичности. В прямом потоке при повышении давления среды герметичность улучшается, но в случае обратного потока с увеличением давления среды давление контакта между диском и седлом может стать ниже давления среды, что приведёт к утечке.
• Высокая стоимость: Из-за более сложной конструкции по сравнению с двойными эксцентриковыми затворами, тройные эксцентриковые клапаны, как правило, дороже.

Применение Тройных Эксцентриковых Дисковых Затворов

Нефтехимическая промышленность: Широко используются в трубопроводных системах нефтяной и химической промышленности для перекрытия и регулирования газов и жидкостей.

Отрасль водоочистки: Применяются в таких областях, как муниципальная очистка сточных вод и водоснабжение, для регулирования и фильтрации качества воды.

Пищевая промышленность: Часто используются в производстве пива и напитков для контроля потока и давления в процессе производства.

Отрасль охраны окружающей среды: Широко применяются в области защиты окружающей среды для контроля выбросов в таких процессах, как обработка выхлопных газов и управление твердыми отходами.

Благодаря своей конструкции без трения, превосходной герметичности и способности работать в экстремальных условиях, тройные эксцентриковые дисковые затворы стали предпочтительным выбором во многих отраслях. Хотя они относительно дороги, их длительный срок службы и высокая эффективность делают их лучшим вариантом для сложных условий эксплуатации.