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          氣動偏心半球閥的故障問題解決方法

          2020-07-20

          氣動偏心半球閥的故障問題

          氣動偏心半球閥是由兩臺氣缸串聯驅動球閥開關的常見閥門,大多安裝在水力管網上。氣動偏心半球閥的優點有:開關迅速方便、流圖阻力小、可靠的閥座密封、使用壽命長,產品設計獨特,閥體與氣缸及控制回路集成于一體,能夠替代繁重體力操作的手動球閥,因而得到廣泛的應用。缺點是控制系統相對復雜,氣源介質的潔凈度要求較高,故障時難以排除。

          氣動偏心半球閥的結構及傳動原理氣動偏心半球閥結構圖

          (1)氣動偏心半球閥結構如圖1所示:氣動偏心半球閥主要結構由閥體、閥芯、氣缸和閥芯驅動軸四部分組成。

          (2)氣動偏心半球閥傳動結構如圖2所示:氣動偏心半球閥傳動結構由氣缸(2個)、齒輪和驅動軸三部分組成。通過二圖不難看出,氣動球閥傳動原理為氣動球閥閥體是由旋塞閥轉變而來的,它的球芯由氣缸直線運動轉變為驅動齒輪及軸的旋轉運動。驅動軸帶動閥芯旋轉,當球閥芯旋轉到90°時閥門處于緊閉狀態。

          (3)氣壓傳動原理如圖3所示。根據圖2和圖3可知,氣動球閥氣壓控制原理如下:高壓氮氣(氣源)P經過過濾器1過濾后進入減壓閥2,減壓閥2將壓力調整為額定壓力的氣體輸送到油霧器3變成油、氣混合氣體。油、氣混合氣體通過換向閥4進入氣缸5和6后,油、氣混合體壓力能使氣缸做往復直線運動轉換為機械能。氣缸輸出的直線運動使得氣缸活塞桿(齒條)輸出推力驅動齒輪3帶動閥芯驅動軸4旋轉,從而實現氣動偏心半球閥的啟閉。其中,換向閥4控制氣動偏心半球閥的開、關。如圖3所示,換向閥a端線圈得電,換向閥左位工作,氣缸5和6活塞桿縮回,氣動偏心半球閥關閉。若換向閥b端線圈得電,換向閥右位工作,氣缸5和6活塞桿伸出,氣動偏心半球閥打開。

          氣動偏心半球閥的故障分析

          根據上述氣動偏心半球閥傳動結構及氣動原理對DN450偏心半球閥開啟困難(甚至無法打開)原因分析如下:

          (1)氣缸輸出推力F不變的情況下,如果半球閥閥芯與閥體配合面摩擦力f增大至f>F時直接導致球閥無法打開。

          (2)在半球閥閥芯與閥體配合面摩擦力f不變的情況下,如果氣缸輸出推力F降低或消失致使F<f或F接近于零,同樣會導致半球閥無法打開。具體原因進一步分析如下:

          ①氣缸內泄:如果氣缸內部活塞密封圈損壞或缸體內壁發生損壞均會造成氣缸工作時有桿腔與無桿腔相互泄漏致使兩個工作腔抵消部分作用力造成合外推力不足,嚴重內泄時則無法輸出推力。

          ②動力氮氣源壓力或流量不足。傳動結構圖

          如果氣源壓力低,會直接造成氣缸推力不足,氣缸無法帶動齒輪及驅動軸旋轉造成氣動偏心半球閥無法打開。

          如果動力氣源壓力符合要求但流量不足,由于氣缸制造精度相對液壓缸低,總是難免存在輕微內泄。在氣缸工作時由于氣源流量不足的情況下無法建立足夠壓力造成氣缸對外輸出推力下降致使氣動偏心半球閥無法工作。

          (3)換向閥故障

          ①如果換向閥兩端線圈不得電會造成換向閥無法換向,從氣動三聯體過來的氮氣不能通過換向閥交替改變氣體流向,無法實現氣缸兩個工作腔高低壓交替轉換造成氣動偏心半球閥無法實現啟、閉動作。

          ②換向閥閥芯卡死

          A.換向閥主閥芯卡死后同樣會使氮氣無法改變氣流方向,無法實現氣缸兩個工作腔高低壓交替轉換造成氣動偏心半球閥無法實現啟、閉動作。

          B.換向閥兩端活塞阻尼孔堵塞:如果阻尼孔發生堵塞時高壓氮氣無法推動活塞運動,導致活塞無法推動主閥芯運動同樣會造成上述后果。

          氣動偏心半球閥的故障排查及解決方案

          按照設備故障排查順序遵循由淺入深循序漸進的原則根據以上可能原因逐步排查如下:

          (1)如果氣動偏心半球閥的閥芯與閥體配合面異物卡死造成摩擦力f增大導致半球閥無法打開時,由于拆卸工作量較大和現場客觀原因暫時不給予考慮。

          (2)檢查氣缸內泄情況:根據氣動原理圖3得知,如果氣缸發生內泄,進入氣缸的高壓氮氣經過內泄的活塞或損壞的缸體內表面泄入另一個工作腔進而從換向閥排氣口A或B口交替排出。經檢查上述2個出口均未出現排出氣體,故氣缸內泄原因造成氣動偏心半球閥無法打開原因排除。氣壓傳動原理圖

          (3)如圖3所示,檢查換向閥4兩端電磁線圈a、b工作狀況正常,電氣問題對氣動偏心半球閥無法打開原因排除。

          (4)再如圖3所示,拆卸換向閥4的C、D兩個出氣口,交替操作分別對換向閥a、b兩端線圈得電檢查C、D兩個出氣口出氣狀況。經檢查發現只有C口出氣,說明換向閥存在問題。對換向閥更新后再次進行上述操作后仍然只有C出氣口出氣,根據氣動原理分析得知仍然是換向閥故障。在對換向閥4解體檢查后發現主閥芯雖然無卡阻,但a、b兩端活塞阻尼孔發生堵塞現象,致使高壓氮氣無法推動活塞運動,導致活塞無法推動主閥芯運動無法實現換向動作。在疏通堵塞的阻尼孔重新組裝換向閥上線后再次交替操作換向閥a、b兩端線圈得電后發現C、D兩個出氣口能夠交替出氣,但是偏心半球閥會發生輕微抖動還是無法打開。根據上述故障分析進一步排查。

          (5)檢查氣源壓力和流量情況:

          ①經檢查,氮氣壓力正常。

          ②拆卸換向閥4入口接頭P發現打開瞬間壓力較高,短時壓力、流量明顯降低。經進一步分析認為,造成上述原因很可能是供氣管路發生堵塞。通過對供氣管路振打疏通清理后,供氣壓力、流量正常。再次回裝換向閥入口接頭P和出口接頭C和D后操作換向閥4,DN450氣動偏心半球閥開、關恢復正常。

          相關產品:氣動偏心半球閥使用說明書? ?氣動偏心半球閥工作原理及特點

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