三通球阀在水隔离浆体泵在大颗粒浆体输送中的设计与应用

       在使用水隔离矿浆泵进行浆液输送的系统中,为了节省铺设外管线的投资，常常设计成2台水隔离矿浆泵共用一条输送浆液管道(设备配置为一台泵运行， 另一台泵备用)。在这种情况下,为了保证泵与管道的正确连接， 采用2个截止阀进行过渡切换。但是当截止阀公称直径超过150mm时，手动开启力矩较大。截止阀在浆液的冲刷下， 密封部位磨损较快,导致阀门关闭时内漏， 阀门报废。因此， 设计了三通球阀， 代替原输送管道中的2台截止阀。

        三通球阀在水隔离浆体泵在大颗粒浆体输送中的设计与应用的左侧有浆液流过时，球体在浆液的推动下向右滚动， 直至与右侧阀座接触。此时， 球体与阀座将封闭右侧管路，使浆液只能从左侧进入， 从中间管道流出。如果需要换向， 只将左侧水隔离矿浆泵停止运行， 启动右侧泵，就可使球体滚向左侧．并与左侧阀座接触， 从而达到浆体从右侧进入， 从中间管道流出， 实现泵与管道的切换， 即可代替原截止阀的截止作用。浆液流过三通球阀时， 球体离开过流断面， 受冲刷的部位很小。其过流部件只有阀座， 园而流阻很小。为了能顺利实现浆液换向， 在三通球阀的两侧各配备个小通径的卸荷阀(通径为50ram)。在浆液需要换向时，打开球体对面的卸荷阀，降低该处的压力， 以保证球体向低压侧滚动，并使其与低压侧阀座紧密接触。反之．打开另一侧的卸荷阀，球体同样会向开启卸荷阀侧滚动。卸荷阀在三通球阀换向时起辅助作用， 在浆液正常流通时， 始终处于全关闭状态。

         三通球阀采用对夹式结构， 其阀体为焊接结构。该阀结构紧凑． 阀体壁厚均匀。阀门生产周期短， 费用低且安装方便。这种结构的阀体与其他类型的阀门相比． 对~rq-及设计尺寸的精度要求相对较低。其阀体强度计算可按薄

壁圆筒计算公式确定。s + c式中 — — 考虑腐蚀裕量后阀体的壁厚，mm— — 阀体中腔最大内径，mm一设计压力，取公称压力PN，MPa

[ L]—— 材料的许用拉应力，MPa

c— — 附加裕量，mm

阀体壁厚的计算除了考虑强度之外， 还应考虑其刚度及耐磨性， 所以其最小壁厚≥6ram较合适。

         球体是易损件． 延长其使用寿命是其结构设计的主要目的。目前浮动球阀使用越来越广泛， 因为浮动球体在工作中不断自行改变与阀座的接触位置， 使其磨损均匀， 具有不用导向就能自动回落原位置的能力， 扩大了使用范围， 延长了使用寿命。浮动球阀的球体有实心钢球、空心钢球和橡胶钢芯球等多种形式。对于水隔离矿浆泵输送系统而言， 园目前其工作压力都在2．5MPa以下， 采用橡胶钢芯球比纯钢球耐磨性能好。使用寿命长，密封更可靠。为了防止球体表面的磨损，其密封比压应满足qM<q

式中 qM— — 保证密封所需的比压，MPa

c— — 密封面材料常数

— — 密封面材料已选定时考虑介质压

力对比压值的影响系数

— — 介质的工作压力，MPa

bM— — 密封面的宽度，m

口— — 实际比压，MPa

[q]— — 密封面材料的许用比压

对于中等硬度橡胶

4十6PN

    实际比压由阀座实际接触面积及所受介质压力所确定。密封面材料的许用比压按阀座与球体中较软材料计算， 即按中等硬度的橡胶选取，通常为5MPa。球体的橡胶厚度取20-25mm，橡胶层薄的球体易磨损破坏，橡胶层厚的球体易变形， 易从阀座孔挤出。制作球体时，橡胶与钢芯结合处不能有油污。目前使用的橡胶为丁腈橡胶。硬度为AB5～ 90， 钢芯为铸铁， 规格有~lNlmm、l~ 0irgn、~250mm 和e~31Xlrren等。这种球体在2．5MPa下运行很少出现脱皮及裂开等现象。压力超过2．5MPa，橡胶层应改为聚氪酯。3．3 阀座的硬度、强度和耐腐蚀性。常用材料为40Cr，毛坯为锻件， 机加后的过流断面采用高濒淬

火．其淬火深度2～ 4mm． 表面硬度为HRC50～55。阎座孔与阀门通径相同， 可取0．9DN， 其密封面宽度由密封比压决定。

        经过几年的生产运行证明，三通球阀具有结构简单， 易损件少， 密封可靠，无内漏，耐磨性强，使用寿命长， 换向省力， 动作可靠，制造容易及成本低等特点。该阀适用于浆体管道输送系统， 特别是输送含有2ram 以下颗粒介质的系统。