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三通球閥在水隔離漿體泵在大顆粒漿體輸送中的設計與應用

       在使用水隔離礦漿泵進行漿液輸送的系統(tǒng)中,為了節(jié)省鋪設外管線的投資，常常設計成2臺水隔離礦漿泵共用一條輸送漿液管道(設備配置為一臺泵運行， 另一臺泵備用)。在這種情況下,為了保證泵與管道的正確連接， 采用2個截止閥進行過渡切換。但是當截止閥公稱直徑超過150mm時，手動開啟力矩較大。截止閥在漿液的沖刷下， 密封部位磨損較快,導致閥門關閉時內漏， 閥門報廢。因此， 設計了三通球閥， 代替原輸送管道中的2臺截止閥。

        三通球閥在水隔離漿體泵在大顆粒漿體輸送中的設計與應用的左側有漿液流過時，球體在漿液的推動下向右滾動， 直至與右側閥座接觸。此時， 球體與閥座將封閉右側管路，使?jié){液只能從左側進入， 從中間管道流出。如果需要換向， 只將左側水隔離礦漿泵停止運行， 啟動右側泵，就可使球體滾向左側．并與左側閥座接觸， 從而達到漿體從右側進入， 從中間管道流出， 實現(xiàn)泵與管道的切換， 即可代替原截止閥的截止作用。漿液流過三通球閥時， 球體離開過流斷面， 受沖刷的部位很小。其過流部件只有閥座， 園而流阻很小。為了能順利實現(xiàn)漿液換向， 在三通球閥的兩側各配備個小通徑的卸荷閥(通徑為50ram)。在漿液需要換向時，打開球體對面的卸荷閥，降低該處的壓力， 以保證球體向低壓側滾動，并使其與低壓側閥座緊密接觸。反之．打開另一側的卸荷閥，球體同樣會向開啟卸荷閥側滾動。卸荷閥在三通球閥換向時起輔助作用， 在漿液正常流通時， 始終處于全關閉狀態(tài)。

         三通球閥采用對夾式結構， 其閥體為焊接結構。該閥結構緊湊． 閥體壁厚均勻。閥門生產(chǎn)周期短， 費用低且安裝方便。這種結構的閥體與其他類型的閥門相比． 對~rq-及設計尺寸的精度要求相對較低。其閥體強度計算可按薄

壁圓筒計算公式確定。s + c式中 — — 考慮腐蝕裕量后閥體的壁厚，mm— — 閥體中腔最大內徑，mm一設計壓力，取公稱壓力PN，MPa

[ L]—— 材料的許用拉應力，MPa

c— — 附加裕量，mm

閥體壁厚的計算除了考慮強度之外， 還應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． 延長其使用壽命是其結構設計的主要目的。目前浮動球閥使用越來越廣泛， 因為浮動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， 具有不用導向就能自動回落原位置的能力， 擴大了使用范圍， 延長了使用壽命。浮動球閥的球體有實心鋼球、空心鋼球和橡膠鋼芯球等多種形式。對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，密封更可靠。為了防止球體表面的磨損，其密封比壓應滿足qM<q

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考慮介質壓

力對比壓值的影響系數(shù)

— — 介質的工作壓力，MPa

bM— — 密封面的寬度，m

口— — 實際比壓，MPa

[q]— — 密封面材料的許用比壓

對于中等硬度橡膠

4十6PN

    實際比壓由閥座實際接觸面積及所受介質壓力所確定。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，橡膠與鋼芯結合處不能有油污。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下運行很少出現(xiàn)脫皮及裂開等現(xiàn)象。壓力超過2．5MPa，橡膠層應改為聚氪酯。3．3 閥座的硬度、強度和耐腐蝕性。常用材料為40Cr，毛坯為鍛件， 機加后的過流斷面采用高瀕淬

火．其淬火深度2～ 4mm． 表面硬度為HRC50～55。閻座孔與閥門通徑相同， 可取0．9DN， 其密封面寬度由密封比壓決定。

        經(jīng)過幾年的生產(chǎn)運行證明，三通球閥具有結構簡單， 易損件少， 密封可靠，無內漏，耐磨性強，使用壽命長， 換向省力， 動作可靠，制造容易及成本低等特點。該閥適用于漿體管道輸送系統(tǒng)， 特別是輸送含有2ram 以下顆粒介質的系統(tǒng)。