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一種改進ATOS電磁閥密封的方法及處理介紹
單向行程節(jié)流的作用是刀臺在快退過程中單向閥打開,工作進給時單向閥關(guān)閉,液流通過凸輪控制的節(jié)流口進油,以實現(xiàn)工作進給;節(jié)流口大小由機械控制沒問題,因而故障只能出在單向閥的密封上。該單向閥采用鋼球圓孔形式,由于兩者屬于剛性接觸,頻繁開關(guān)使孔口易疲勞損壞,密封性降低,引發(fā)事故;同時因油液可能有顆粒污染,易附在剛性接觸的密封面上,從而使單向閥關(guān)閉不嚴,也可引發(fā)扎刀,造成事故。
ATOS電磁閥首用錘擊鋼球修復(fù)接觸面,結(jié)果成功率很低,故障隱患未能*消除;后來經(jīng)仔細研究,大膽設(shè)想從改變剛性接觸方面入手,于是采用更換鋼球為膠球、電木球的方法,然而經(jīng)過實驗因該兩種球易磨損未能成功;Z后通過改變密封孔口的材料來實驗,從銅、鋁、尼龍等軟性材料進行分析篩選,Z終選中尼龍,由于該材料具有很好的韌性和彈性,因而與鋼球接觸會有很好的密封性和較長的壽命。經(jīng)過實踐良好。
ATOS電磁閥將原密封孔端面,用平頂鉆切削 3~4 mm 深,然后加一個用聚四氟乙烯車制的圓墊,注意密封孔要適度倒角。墊與閥體間要用膠封實,以防泄漏。
ATOS電磁閥利用該方法我們公司后對近 30 個單向行程節(jié)流閥進行了改造,非常好,壽命大大延長。從根本上杜了扎刀現(xiàn)象的發(fā)生,為公司創(chuàng)造了可觀的效益。
活門上的動水壓力沿水流方向的分力 p 順水流方向,垂直分力 P1 方向向上。
活門關(guān)閉時,水*靜止,活門上承受靜水壓力。由于活門上、下的位置差異,靜水壓力的作用中心在活門中心線以下,這樣,對于臥軸蝶閥活門,就產(chǎn)生了使活門轉(zhuǎn)動的靜水力矩。
在芹山水電站中,蝶閥處于接近全關(guān)的位置不能正常關(guān)閉。
在ATOS電磁閥操作中,操作機構(gòu)各轉(zhuǎn)動銷軸處均存在摩擦力和摩擦力矩。其中,閥軸與軸瓦間的摩擦力和力矩是主要的,其數(shù)值占據(jù)總的摩擦力降摩擦力矩的大部分。
根據(jù)設(shè)計工況,閥軸和鑄鋁青銅的摩擦因數(shù)一般取拜 μ=0.15,所以在 121.5m 時,蝶閥可以靠本身配置的重錘進行自動關(guān)閉。而要出現(xiàn)蝶閥不能自動關(guān)閉現(xiàn)象必須的條件是 μ>0.27。因此可以得出以下結(jié)論:
芹山水電站 #1、#2 蝶閥在運行 2 年以后,在關(guān)閉時出現(xiàn)了不同程度的關(guān)不到全關(guān)位置的現(xiàn)象。我們分析認為,出現(xiàn)這種情況的原因有以下 2 點:
(1)ATOS電磁閥在經(jīng)過 2 年多的運行后,閥軸和軸承之間有可能出現(xiàn)泥沙沉淀,導(dǎo)致閥軸和軸承之間的間隙減小,軸承摩擦因數(shù)增加。在閥門的關(guān)閉過程中,當活門接近全關(guān)位置時,活門上、下游之間形成一個壓差,這個壓差會在閥軸上產(chǎn)生一個阻礙關(guān)閉的力矩,這個阻力矩與軸承的摩擦因數(shù)成正比,當阻力矩大于閥門關(guān)閉力矩時會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
(2)ATOS電磁閥軸承經(jīng)過一段時間運行后,軸承潤滑面可能有腐蝕,軸承出現(xiàn)了磨損,摩擦因數(shù)增加,也會導(dǎo)致上述現(xiàn)象。
4 ATOS電磁閥處理方法
(1)改變關(guān)閉蝶閥的操作程序。在關(guān)閉蝶閥的同時,打開旁通閥,在關(guān)閥結(jié)束后,再關(guān)閉旁通閥。這樣,可以讓蝶閥在關(guān)閉過程中前、后水壓始終平衡,消除了關(guān)閥過程中蝶閥上、下游之間的壓差,大大降低了關(guān)閉時的摩擦阻力,使關(guān)閥能順利進行,而且可以減少軸承潤滑面的磨損,增加蝶閥軸承的壽命。
(2)現(xiàn)配置的 2 個重錘的側(cè)面各預(yù)留有 4 個 M30 的螺孔,可在重錘上加一些鋼板,然后用螺絲緊固。這樣就增加了重錘的質(zhì)量,從而增加蝶閥關(guān)閉時的重錘力矩,使蝶閥在軸承摩擦系數(shù)增大時也能順利關(guān)閉。
在以上 2 種方法中,如果采用第 2 種方法進行改造,蝶閥可在一段時間內(nèi)比較順利地自行關(guān)閉,但運行時間長了以后,隨著泥沙在閥軸和軸承之間的沉淀和軸承潤滑面的進一步磨損,摩擦因數(shù)增大引起摩擦阻力越來越大,蝶閥有可能又不能自行關(guān)閉,甚至需更換新軸承。因此,在考慮到處理上述問題的難度和電站的安全經(jīng)濟運行,在采用了修改蝶閥關(guān)閉流程的方法,如圖 1 所示(圖中灰色為改進增加流程部分)。
ATOS電磁閥關(guān)閉流程
5 ATOS電磁閥關(guān)閉流程經(jīng)過改進后,在關(guān)閉的同時開啟旁通閥,對閥后充水。蝶閥在上、下游無水壓差的情況下關(guān)閉。在此過程中,基本消除了作用在活門上的靜水力矩,同時,大大減小了閥軸的摩擦力矩。實踐表明,改進后蝶閥運行穩(wěn)定,自行關(guān)閉正常,關(guān)閉良好。
ATOS電磁閥同時考慮到機組過速時,因調(diào)速器主配壓閥拒動,需使ATOS電磁閥關(guān)閉來防止機組過速。在這種方式下,為防止由于關(guān)閉蝶閥時開旁通閥造成機組轉(zhuǎn)速升高,在過速保護裝置動作油管路中,并一油管至調(diào)速器事故電磁閥。當過速保護裝置動作時,事故電磁閥也動作,調(diào)速器主配壓閥快速朝關(guān)側(cè)動作,關(guān)閉導(dǎo)葉,防止機組飛逸。