Diseño de una válvula multifuncional

Resumen: Para controlar la conexión o desconexión de aguas residuales con partículas sólidas en la tubería del sistema y evitar el reflujo de agua de mar, se garantiza eficazmente el funcionamiento estable del sistema a largo plazo. La estructura de apertura y cierre forzados de la válvula de globo y la estructura antirretorno de la... válvula de retención de elevación Se combinan. Esta combinación permite la conexión y desconexión del fluido en la tubería del sistema y evita el reflujo del fluido de salida. El diseño combinado de la estructura de apertura y cierre forzado de la válvula de globo y la estructura antirretorno de la válvula de retención de elevación gestiona eficazmente la descarga del fluido con partículas sólidas en la tubería del sistema, logrando así la función de una sola válvula para múltiples usos.

La demanda de válvulas multifuncionales aumenta con los requisitos de sistematización, integración y miniaturización. Una válvula puede reemplazar las dos, tres o incluso más válvulas originales, reduciendo el tamaño del sistema y ahorrando una cantidad significativa de materia prima.

Los parámetros técnicos de la válvula multifuncional diseñada en este documento son los siguientes: tamaño nominal DN15, presión nominal PN64, temperatura de diseño 164 °C, nivel de seguridad SC-2, categoría sísmica 1A y fluido de trabajo: aguas residuales con partículas sólidas, agua de mar, y accionamiento eléctrico interno. La válvula multifuncional consta de cuerpo, disco, resorte, vástago, bonete, empaquetadura, prensaestopas, placa antirrotación, elementos de fijación y un dispositivo eléctrico, como se muestra en la Figura 1.


Figura 1 Dibujo de la estructura de la válvula multifuncional

La válvula multifuncional puede funcionar tanto como Válvula de globo y una válvula de retención. La válvula está diseñada con una conexión desmontable entre el vástago y el disco. El par de salida del dispositivo eléctrico impulsa el vástago hacia arriba y hacia abajo. Cuando el vástago está cerrado, sujeta el disco, funcionando como una válvula de globo. La válvula aísla el fluido de la tubería. Cuando el vástago está en posición antirretorno, el disco se mueve libremente, funcionando como una válvula de retención. La válvula impide el retorno del fluido. Cuando la válvula continúa abierta y el vástago está completamente abierto, el disco se eleva, funcionando como una válvula de globo. La válvula conecta el fluido en la tubería. Además, el dispositivo eléctrico puede transmitir remotamente estas tres señales de posición (abierta, antirretorno y cerrada) al sistema de nivel superior.

El canal del cuerpo de la válvula es de tamaño completo, y la superficie de sellado está diseñada para ser plana y reducir la pérdida de presión durante el paso del fluido. Dado que el disco de la válvula se ubica en la cavidad interna del cuerpo, lo que afecta el rendimiento del flujo del fluido, el diseño incluye un aumento del tamaño de la cavidad interna para evitar la generación de corrientes parásitas y turbulencias en el canal. La altura máxima de apertura del disco de la válvula supera la mitad del tamaño del canal, y su área de cortina es mayor que la del canal. Este diseño combinado puede reducir la resistencia al flujo de la válvula. La estructura del cuerpo de la válvula se muestra en la Figura 2.

 
Figura 2 Diagrama de la estructura del cuerpo de la válvula

Las superficies de sellado del cuerpo y del disco de la válvula son metálicas, lo que previene fugas internas causadas por la corrosión. El ancho de la superficie de sellado del cuerpo de la válvula es menor que el del disco, lo que soluciona el problema de la desalineación del disco causada por la tolerancia acumulada durante el procesamiento y el ensamblaje, y elimina las fugas internas causadas por la desalineación del cuerpo y el disco de la válvula. El diseño de los resortes permite el reajuste automático del disco de la válvula, asegurando que la superficie de sellado del disco se ajuste a la del cuerpo. Con baja presión de retención, se puede lograr un sellado contra fugas internas. El disco de la válvula se puede instalar en cualquier ángulo, y la función de reajuste automático garantiza un funcionamiento correcto. Las piezas del vástago de la válvula se retienen, lo que permite el cierre forzado del disco de la válvula, y el sello de globo logra cero fugas. El sistema de sellado del asiento de la válvula se muestra en la Figura 3.

 
Figura 3 Estructura del sistema de sellado del asiento de la válvula

Se utiliza una estructura de sellado de junta espiralada fiable entre el cuerpo y la tapa de la válvula. Al controlar el contenido de cloro, azufre y flúor del grafito flexible, la tasa de rebote de la junta espiralada se puede mantener durante mucho tiempo en un entorno irradiado. Este sellado es fiable y garantiza eficazmente la integridad de la barrera de presión.

 

El sello del vástago de la válvula utiliza una estructura de sellado de empaquetadura de grafito flexible de alta calidad. Al controlar el contenido de cloro, azufre y flúor del grafito flexible, su tasa de rebote se mantiene durante mucho tiempo en un entorno irradiado. Este sellado es confiable. El vástago de la válvula solo se mueve hacia arriba y hacia abajo durante el uso, lo que prolonga su vida útil.

Las superficies de sellado del cuerpo y del disco de la válvula utilizan una estructura de sellado plana. Al cerrarse, no hay rotación mutua; el desgaste es mínimo y la fiabilidad puede superar los 3000 ciclos.

 

Gracias a las funciones de parada y retención, al retirar la placa de límite, el vástago de la válvula impulsa el disco para que siga moviéndose. En este estado, el disco de la válvula se abre a la fuerza y el caudal se ajusta al diámetro interior de la tubería, lo que permite una descarga rápida del fluido.