星型卸料閥又稱旋轉(zhuǎn)卸料閥，工業(yè)俗稱關(guān)風(fēng)閥、關(guān)風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)閥等，在化工、煤炭、冶金、食品加工等行業(yè)大量應(yīng)用。星型卸料閥通常安裝在其他設(shè)備的入口或出口，如布袋除塵器的出口、氣力輸送系統(tǒng)物料的入口通常都需要使用該設(shè)備。該閥通常垂直安裝，其作用是粉狀物料在重力作用下從卸料閥的上端通過(guò)閥門進(jìn)入下端時(shí)，保證只有物料能夠通過(guò)卸料閥，而閥兩端的氣相相互隔離，保證其上下兩個(gè)體系氣相的獨(dú)立性，互相不產(chǎn)生干擾。

經(jīng)過(guò)近幾年雷力結(jié)合實(shí)際應(yīng)用工況發(fā)現(xiàn)并總結(jié)了星型卸料閥在催化劑和分子篩生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用廣泛，通常故障率不高，但在催化裂化催化劑粉體輸送系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)為閥兩端的密封經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，軸承磨損很快，氣體夾帶著細(xì)粉沿閥兩端軸向大量泄漏，造成大量的物料浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染，且檢修后使用壽命僅20 d，就再次出現(xiàn)嚴(yán)重的泄漏。

今天雷力小編結(jié)合百科等各方面搜集到的資料，以及雷力閥門自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了這篇文章，希望對(duì)您今后選擇卸料閥有所幫助。

1 星型卸料閥的結(jié)構(gòu)與原理

星型卸料閥是粉狀或微細(xì)顆粒物料輸送過(guò)程中的重要設(shè)備，是物料在兩個(gè)體系之間傳輸?shù)倪^(guò)渡性設(shè)備，可使物料在兩個(gè)系統(tǒng)中傳輸?shù)耐瑫r(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)的氣相被隔離，故星型卸料閥通常又被稱關(guān)風(fēng)閥。由于粉體物料需要借助重力的作用由上至下進(jìn)行傳輸，所以星型卸料閥自物料入口到出口通常為垂直安裝，閥軸為水平安裝狀態(tài)。卸料閥上部料倉(cāng)或除塵器中的粉體物料連續(xù)不斷地通過(guò)星型卸料閥進(jìn)入下部料倉(cāng)或設(shè)備，同時(shí)其葉輪將上下兩部分的設(shè)備或系統(tǒng)中的氣體互相隔絕，特別是當(dāng)星型卸料閥下部為氣力輸送系統(tǒng)時(shí)，其下部氣體無(wú)法竄入卸料閥上部，可確保氣力輸送系統(tǒng)的氣相平衡。

星型卸料閥主要由機(jī)殼、葉輪轉(zhuǎn)子、軸封、軸承和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，閥的上端通過(guò)法蘭與料倉(cāng)的排料口相連。其工作原理為：細(xì)粉或細(xì)顆粒物料在重力的作用下從料倉(cāng)或除塵器底部落入葉輪槽中，葉輪轉(zhuǎn)過(guò)180°，物料又在重力的作用下落入卸料閥下部的收料倉(cāng)或氣力輸送系統(tǒng)。葉輪轉(zhuǎn)子通常包含6個(gè)葉片，呈星狀分布(故稱星型卸料閥)。葉輪在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)轉(zhuǎn)送，由于葉輪外徑與殼體內(nèi)壁間隙很小，在其連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終能夠保證卸料閥上下兩部分氣體處于隔離狀態(tài)。

2 星型卸料閥軸向泄漏的原因分析

星型卸料閥運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中常出現(xiàn)以下故障：1)密封失效，物料從葉輪兩端軸向泄漏；2)軸承磨損；3)葉輪卡死，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。分析認(rèn)為，軸承磨損和葉輪卡死的主要原因都是因?yàn)槲锪陷S向泄漏造成的，解決了物料軸向密封的問(wèn)題，其他故障將迎刃而解。

對(duì)于星型卸料閥軸向密封失效的原因分析和改進(jìn)措施，不少技術(shù)人員提出了自己的見(jiàn)解，大多數(shù)都是從軸向密封入手，通過(guò)改進(jìn)密封形式解決星型卸料閥軸向密封的使用壽命問(wèn)題，保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行。還有的技術(shù)人員采用在軸向密封外部由外向內(nèi)通入一定壓力的儀表風(fēng)或氮?dú)獾姆椒ā?】，希望通過(guò)軸封兩端的氣相平衡阻止粉體的外泄。這種方法對(duì)于有些分體有一定的效果。某公司在裂化催化劑氣力輸送系統(tǒng)中采用了星型卸料閥，使用不久出現(xiàn)了軸向泄漏，該公司也采取同樣的方法進(jìn)行改進(jìn)，卻效果不佳。

分析認(rèn)為，上述故障分析和改進(jìn)措施固然有一定道理，但不是該設(shè)備故障的根本原因，導(dǎo)致所采取的措施未能從根本上解決問(wèn)題。

新安裝的星型卸料閥在使用前期一般不會(huì)產(chǎn)生粉料軸向泄漏，通常使用一段時(shí)間后，都會(huì)逐步發(fā)生泄漏且泄漏量越來(lái)越大。此時(shí)，將葉輪軸拆下來(lái)檢修不難發(fā)現(xiàn)，軸的密封表面均發(fā)生了比較嚴(yán)重的磨損，磨損的凹槽痕跡清晰可見(jiàn)。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，粉料顆粒強(qiáng)度高、硬度大時(shí)，星型卸料閥的使用壽命很短；反之，在粉體顆粒強(qiáng)度小、硬度低的使用狀況下，其使用壽命一般都很長(zhǎng)，有的星型卸料閥連續(xù)運(yùn)行3年以上也沒(méi)有出現(xiàn)粉體沿軸向泄漏的情況。此外，葉輪軸的材質(zhì)對(duì)閥的使用壽命影響顯著，材質(zhì)強(qiáng)度和硬度高，可有效延長(zhǎng)其使用壽命。由此可見(jiàn)，粉體對(duì)軸的密封面的磨損是星型卸料閥發(fā)生泄漏的主要原因。裂化催化劑粉體的顆粒與其他粉體不同，它具有比較高的硬度和強(qiáng)度，而高流化氣速提升管催化裂化技術(shù)的發(fā)展對(duì)裂化催化劑的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，MLC-500型催化裂化催化劑的顯微硬度達(dá)到688 Hv/MPa【2】，對(duì)于一個(gè)新開發(fā)的催化劑來(lái)說(shuō)，耐磨性已成為其能否應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要的衡量指標(biāo)。

星型卸料閥葉輪轉(zhuǎn)子軸采用的材質(zhì)一般為普通奧氏體不銹鋼，材料的耐磨性較差，軸的密封面在高硬度顆粒的連續(xù)摩擦下逐漸出現(xiàn)凹槽，隨著摩擦?xí)r間的延長(zhǎng)，凹槽越來(lái)越深，密封面遭到嚴(yán)重破壞，必然引起粉料的軸向泄漏。裂化催化劑氣力輸送系統(tǒng)中的星型卸料閥一般運(yùn)行不到5 d就開始產(chǎn)生軸向泄漏，運(yùn)行20 d后，泄漏量即達(dá)到不得不停工檢修的程度。

3 星型卸料閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

3.1 提高葉輪轉(zhuǎn)子軸的耐磨性

當(dāng)粉體物料的強(qiáng)度較高時(shí)，提高葉輪轉(zhuǎn)子軸的表面耐磨性是消除故障、延長(zhǎng)葉輪轉(zhuǎn)子壽命的最佳措施。金屬材料表面耐磨性與金屬材料的表面硬度、塑性和韌性、強(qiáng)度、粗糙度、材料的表面溫度以及金屬的晶體結(jié)構(gòu)、是否存在冶金缺陷等因素有關(guān)，其中材料的表面硬度是最主要的影響因素。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸表面硬度遠(yuǎn)大于粉體物料的硬度時(shí)，兩者之間的摩擦使粉體物料先被破壞，從而保護(hù)了轉(zhuǎn)子軸表面。一般轉(zhuǎn)子軸表面經(jīng)過(guò)處理后硬度應(yīng)達(dá)到HRC55-60。提高金屬軸的表面硬度通常使用的方法有以下幾種：

1) 采用強(qiáng)度較高的材質(zhì)，如2Cr13、3Cr13、40Cr等高強(qiáng)度合金鋼，表面采用淬火或滲氮、滲碳等熱處理方式進(jìn)行處理；

2) 密封表面鍍鉻處理；

3) 密封面噴涂硬質(zhì)合金；

4) 激光噴涂硬質(zhì)材料。

以上處理方式均可獲得不同的表面硬度。無(wú)論采用何種方式提高軸的表面硬度，最后密封面一定要經(jīng)過(guò)磨削處理，使密封面的粗糙度小于Ra0.8 μm，這樣才能更有利于延長(zhǎng)密封面的使用壽命。不同處理方式的造價(jià)成本差異也非常大，技術(shù)人員可以根據(jù)物料的性質(zhì)和加工條件選取適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚矸绞健?/p>

3.2 葉輪轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

星型卸料閥出廠時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)子軸中的軸和葉輪通常為整體結(jié)構(gòu)，當(dāng)軸的密封面出現(xiàn)磨損時(shí)，一般采取的措施是在密封面進(jìn)行堆焊，然后進(jìn)行機(jī)械加工。由于葉輪直徑較大，軸的密封面離葉輪端面的距離比較近，加工難度較大，需要使用較大型號(hào)的車型和磨床，加工成本較高。當(dāng)堆焊產(chǎn)生的變形過(guò)大時(shí)，將導(dǎo)致整個(gè)部件整體報(bào)廢，需將轉(zhuǎn)子整體更新，配件成本較高。

葉輪轉(zhuǎn)子軸的失效通常都是因?yàn)榉哿项w粒對(duì)軸兩端密封面的長(zhǎng)期磨損造成的，新的轉(zhuǎn)子密封面在未被磨損之前一般不會(huì)產(chǎn)生粉料軸向泄漏。轉(zhuǎn)子的修復(fù)主要是修復(fù)轉(zhuǎn)子軸的密封面，如果將葉輪轉(zhuǎn)子軸中的葉輪與兩端的軸分成3個(gè)部分，那么，軸的密封面失效時(shí)，只需更換葉輪兩端的軸頭即可。葉輪兩端的密封軸與葉輪采用螺紋聯(lián)接，轉(zhuǎn)子的檢修可以在不動(dòng)焊、無(wú)需車削加工的情況下完成，檢修配件的成本大幅降低。軸頭分體式結(jié)構(gòu)更加有利于軸的表面熱處理、噴涂硬質(zhì)材料或表面鍍鉻等加工工藝的實(shí)施以及后續(xù)的機(jī)械加工，這樣可以極大地降低配件加工成本。

為了保證兩端軸與葉輪安裝后的同軸度，葉輪兩端需留出同軸度良好的工藝定位凸臺(tái)，工藝定位凸臺(tái)與軸的內(nèi)孔采用小間隙配合或過(guò)度配合。軸的內(nèi)孔底部須留排氣孔，以便安裝時(shí)孔內(nèi)氣體順利排出。氣體的排出口應(yīng)錯(cuò)開軸的密封面。需要注意的是，螺紋的旋向要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的轉(zhuǎn)向來(lái)決定，如果葉輪因出現(xiàn)粉料卡塞無(wú)法與軸同步旋轉(zhuǎn)，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)軸傳遞給葉輪時(shí)，應(yīng)確保螺紋越旋越緊；同樣地，從動(dòng)端的軸出現(xiàn)卡塞時(shí)，螺紋也應(yīng)該是越旋越緊。如果螺紋旋向選擇錯(cuò)誤，螺紋的軸向推力可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

星型卸料閥的結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，連續(xù)運(yùn)行1年以上無(wú)軸向泄漏，使用壽命顯著延長(zhǎng)。即使卸料閥轉(zhuǎn)子密封面由于長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)磨損，檢修人員也只需將兩端的密封軸頭拆下來(lái)，更換新的軸頭即可，重新安裝后立即就可投用，檢修時(shí)間大幅縮短，檢修費(fèi)用也顯著降低。

通過(guò)對(duì)星型卸料閥故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，找到了其軸向漏料的根本原因，并有針對(duì)性地制定了有效措施，較好地解決了上述問(wèn)題，不僅延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，而且降低了設(shè)備檢修成本。具體措施總結(jié)如下：

1) 通過(guò)增加星型卸料閥兩端軸的密封面的硬度，提高密封面的耐磨性，大幅延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；

2) 星型卸料閥兩端的密封軸與葉輪采用分體結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備檢修費(fèi)用，大幅縮短了設(shè)備的檢修時(shí)間。

本文部分信息源自于網(wǎng)絡(luò)匯總，作為信息分享，如有侵權(quán)，聯(lián)系我們刪除。