小型旋片式真空泵

故障和改进原理及故障切换阀由气体过滤器、电磁阀、三通阀组成。如图5所示。当时间继电器给出一个信号,电磁阀2通电时,少量压缩空气经过滤器、电磁阀进入三通阀气缸B腔内,在导向活塞两端压差作用下,导向阀盘向右移动,5-6阀盘压死了压缩空气(正流)进板式蓄冷器通道A→D。塔内返流气体(废氮或废氧)经D→C排出塔外。当时间继电器给出另一个信号时,电磁阀断电,切断少量压缩空气进入三通阀的通道,同时气缸B腔内的

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故障和改进

原理及故障

切换阀由气体过滤器、电磁阀、三通阀组成。如图5所示。当时间继电器给出一个信号,电磁阀2通电时,少量压缩空气经过滤器、电磁阀进入三通阀气缸B腔内,在导向活塞两端压差作用下,导向阀盘向右移动,5-6阀盘压死了压缩空气(正流)进板式蓄冷器通道A→D。塔内返流气体(废氮或废氧)经D→C排出塔外。当时间继电器给出另一个信号时,电磁阀断电,切断少量压缩空气进入三通阀的通道,同时气缸B腔内的气体从电磁阀另一通道排入大气,此时正流空气在导向活塞右端压力差作用下,迫使导向阀盘向左移动,7-8阀盘切断了D→C通道,使返流气体不能排出,于是正流空气经A→D通道进入板式蓄冷器。如果时间继电器再有相反的信号给电磁阀时,导向阀盘又回到第一次工作的位置(即正流气体不能进板式蓄冷器,返流气体排出塔外)。如此两只切换阀循环不断地配合工作,达到正流气体与返流气体在板式蓄冷器内流通互换以连续清除进塔空气中的水分及二氧化碳之目的。切换时间一般控制在2-3分钟。

如果切换阀卡死,即三通阀A→D通道与D→C通道不能切换(三通阀导向阀盘卡在左、右极端)或A→D通道与D→C通道互通(三通阀导向阀盘卡在中间任一位置,5-6、7-8两阀盘均无关死通道,此现象为最常见),使板式蓄冷器不能正常工作,工况将被破坏。

在工厂试车和部队使用中,经常发生切换阀卡死故障,有时一次制氧中卡死的次数高达10-15次,严重影响了工作效率和经济效益。

卡死原因

(1)气缸和的同轴度超前而卡死。此故障除了加工质量问题外,主要是总装中三通阀阀体变形引起的。原三通阀A、D、C三个通道均与直径55 mm×2 mm的黄铜管通过法兰盘联接,这些管子在弯曲成形和焊接中尺寸误差较大,强迫装配的现象时有发生,从而导致阀体变形。

(2)橡胶密封圈过期老化变形或磨损而卡死;或停放时间过长,局部锈蚀或气缸B腔放气通路(主要是电气阀通气口)被外来物堵塞。

(3)导向活塞上的密封槽偏浅,而配装的橡胶密封圈又往往偏粗,使密封圈压缩量过多造成摩擦力过大,活塞容易被卡住。

(4)导向阀盘在左、右快速切换运动中,阀盘撞击力大,辅助活塞因为是“软联接”(阀片7与辅助活塞9之间,夹装有密封垫圈8),导向活塞在运动中,固定螺母10经常松动,致使导向活塞倾斜而卡住;另外,安装辅助活塞阀片处活塞杆的轴肩太小(图样上只有1 mm,而因加工R的存在,实际轴肩还小于此尺寸,这样就很难保证辅助活塞与活塞杆轴线垂直,而使活塞卡住。这一设计缺陷是造成活塞卡住的主要原因之一。

(5)导向活塞向左运动时推力偏小,当密封圈发腻及气缸内有垃圾(如橡胶圈磨损掉下的橡胶末等),活塞就很易卡住。

改进措施

(1)减小三通阀阀体变形。1982年起三通阀阀体壁厚加大,以增加强度。1997年将三通阀的全部通道硬联接改为D、C通道硬联接,A通道加接波纹管过渡,从而大大减小了阀体的变形,较有效地防止了三通阀在工作前期卡死故障的发生。

(2)从1998年下半年开始,将部分改变三通阀导向阀盘的设计。减小导向阀盘的运动阻力。将导向阀盘密封增加深0.15 mm,以改变密封圈的装配压缩量,在不影响气密性的前提下,使活塞运动阻力下降。

(3)改辅助活塞“软联接”为“硬联接”,避免活塞松动倾斜。适当加大活塞杆的尺寸,由原直径12 mm改为直径13.4 mm从而增大了轴肩;辅助活塞由内凹型改为中凸型,使辅助活塞与阀片直接联接。这样既较好地保证了阀片、活塞端面与活塞杆轴线的垂直度,又使固定螺母不易松动。在用设备可在阀片与辅助活塞之间加一两端面互相平行,外径为20 mm、内孔为10 mm、厚为3 mm的黄铜垫圈,并将密封垫圈内孔扩至20mm,按原序装配即成。

切换阀(强制阀)是安装在切换式换热器(或蓄冷器)热端的气动开关阀,利用连杆结构原理实现阀板的启闭。

设备介绍

切换阀的开关是由通过电磁阀来的信号压缩空气控制的。根据在流程中起的作用不同,有空气、污氮切换阀,纯氮抑制阀、污氮三通阀等。从结构型式分,有立式和卧式两种。立式切换阀又可以分为气开式和气闭式两种。气开式是指信号压缩空气断气时,阀瓣依靠自重能自动打开;反之为气闭式。气开、气闭的选择由装置的安全性确定。氮气切换阀用气开式,空气切换阀用气闭式。

由于切换阀的动作是由电磁阀来控制的,除了注意选择气开、气闭式,以防止气源故障带来危害之外,还应注意电磁阀状态与切换阀状态的配合,以使电源发生故障时不致危及设备安全。现分别说明如下:

1、污氮切换阀。当四通电磁阀有电时,切换阀关闭。失电时,切换阀开。而且当电源失电时,气源失压时,也能借自重打开。从而保证了出现故障时,上塔气体能通过蓄冷器放空,不致造成超压。

2、空气切换阀。当四通电磁阀有电时,切换阀打开。失电时,切换阀关闭。当控制电源故障失电时,切换阀关闭;当控制气源故障失压时,切换阀借自重关闭,保证出现故障时原料空气不进入空分塔。

3、污氮(纯氮)三通切换阀。四通电磁阀有电,三通切换阀处于排送位置;四通电磁阀失电,三通切换阀处于放空位置。当电源故障失电时,三通切换阀处于放空位置;当气源故障失压时,三通切换阀能借自重处于放空位置。

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