近幾年，隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是熱處理方面的要求不斷提高，在冶金、機(jī)械等行業(yè)中，為了提高燃?xì)馀_(tái)車(chē)式熱處理爐溫度的均勻性，多采用脈沖控制的方式控制燃燒。為了控制燒嘴的大火和小火狀態(tài)，需要在燒嘴前空氣管道中設(shè)置一種閥門(mén)，這種閥門(mén)的特點(diǎn)為：開(kāi)關(guān)位置可調(diào)、動(dòng)作速度迅速可調(diào)、工作可靠穩(wěn)定、耐高溫達(dá)300℃。根據(jù)上述要求開(kāi)發(fā)了新型的氣動(dòng)雙位蝶閥。
        1 現(xiàn)有雙位蝶閥存在的問(wèn)題
        閥門(mén)的兩個(gè)位置即開(kāi)位和關(guān)位是可調(diào)的，且動(dòng)作頻繁，要求使用壽命在100萬(wàn)次以上。目前這種閥門(mén)主要有三位式的氣動(dòng)蝶閥和電動(dòng)的雙位蝶閥兩種。三位式的氣動(dòng)蝶閥以國(guó)產(chǎn)為主，其氣缸的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，通過(guò)兩個(gè)氣源管的通斷實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的三個(gè)位置，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)三個(gè)位置，所以氣缸里安裝了彈簧。現(xiàn)場(chǎng)使用發(fā)現(xiàn)該閥門(mén)故障率高，首先是汽缸本身質(zhì)量問(wèn)題，另外由于彈簧在溫度較高的情況下工作不理想，也使這種雙位蝶閥的可靠性受到了限制。電動(dòng)的雙位蝶閥為兩個(gè)位置，采用電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制閥門(mén)動(dòng)作，價(jià)格相對(duì)較貴，以進(jìn)口為主。由于其力矩較小，而且電動(dòng)執(zhí)行器也不適合快速正反轉(zhuǎn)動(dòng)作，為了調(diào)節(jié)速度還需要加一個(gè)阻尼器來(lái)調(diào)節(jié)閥門(mén)動(dòng)作速度，結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜。
        2 新開(kāi)發(fā)雙位蝶閥的形式和特點(diǎn)
        設(shè)計(jì)新閥門(mén)要求：動(dòng)作迅速可調(diào)、閥門(mén)開(kāi)關(guān)位置可調(diào)、使用壽命長(zhǎng)和耐高溫等特點(diǎn)。結(jié)合上述要求該閥門(mén)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)在于閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件和動(dòng)作部分的材質(zhì)選擇。
        氣動(dòng)雙位蝶閥采用特殊的氣動(dòng)裝置，完成閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)、速度調(diào)節(jié)和大小火位置的調(diào)節(jié)。同時(shí)氣動(dòng)元件采用耐高溫材料，可實(shí)現(xiàn)閥門(mén)耐300℃高溫。這種氣動(dòng)元件一般規(guī)格比較小，所以?xún)r(jià)格非常便宜。采用球磨鑄鐵作為支架和連接套，因該材質(zhì)本身就有潤(rùn)滑作用，無(wú)需額外添加潤(rùn)滑劑就可以保證使用壽命。
        氣動(dòng)執(zhí)行器采用雙向輸出軸，雙向調(diào)節(jié)型，用于解決雙位蝶閥大小火位置調(diào)節(jié)的問(wèn)題。采用氟橡膠密封環(huán)，汽缸本身可耐150℃高溫。
        采用石墨為填料，耐高溫，潤(rùn)滑性能好。選用閥桿的材質(zhì)為2Cr13，耐溫和防銹性能都能滿(mǎn)足要求。選擇連接套和支架的材質(zhì)為球磨鑄鐵，保證強(qiáng)度的情況下，還能起一定的潤(rùn)滑作用。
        該閥門(mén)具有動(dòng)作速度快并且速度可調(diào)，耐高溫，適合頻繁動(dòng)作，使用壽命長(zhǎng)，造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，適用介質(zhì)為高溫空氣。設(shè)計(jì)閥門(mén)采用三維制圖技術(shù)，使閥門(mén)變得更加美觀。
        3 新型雙位蝶閥的應(yīng)用
        新閥門(mén)在2010年應(yīng)用于某特鋼基地初軋廠10號(hào)臺(tái)車(chē)式熱處理爐中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用效果良好。
        新閥門(mén)在爐前管道按大小火布置，煤氣布置兩個(gè)氣動(dòng)快速截止閥，空氣布置一臺(tái)雙位蝶閥，安裝如圖1所示。

        圖1 新型雙位蝶閥的安裝

        現(xiàn)在這個(gè)閥門(mén)已經(jīng)工作將近1年的時(shí)間，工作十分穩(wěn)定，反應(yīng)迅速。現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)量很少，相對(duì)于原來(lái)的雙位蝶閥又降低了成本，收效顯著。
        4 結(jié)論
        新閥門(mén)相對(duì)原有雙位蝶閥減少一個(gè)控制點(diǎn)，降低了成本。并且采用了耐高溫?zé)o彈簧雙位調(diào)節(jié)型的氣動(dòng)推桿，汽缸本身質(zhì)量可靠，并且汽缸能耐150℃的高溫。雖然閥門(mén)內(nèi)空氣溫度最高可達(dá)300℃左右，但到汽缸所處位置溫度一般都在100℃以下。汽缸動(dòng)作速度迅速，再加上調(diào)速功能，有效地避免了空氣閥門(mén)速度過(guò)快引起在大小火變換時(shí)對(duì)燒嘴的沖擊。配備這樣的閥門(mén)使燃燒系統(tǒng)既平穩(wěn)又反應(yīng)迅速，可以說(shuō)該閥門(mén)集合了耐高溫、長(zhǎng)壽命、動(dòng)作迅速可調(diào)和成本低等多重優(yōu)點(diǎn)于一身。隨著我國(guó)對(duì)火焰熱處理爐的要求越來(lái)越高，新閥門(mén)一定會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。