多通道滑管阀的结构原理与常见故障分析

1、多通道滑管阀的结构原理与常见故障分析【关键词】阀门结构 工作原理 故障分析 【摘要】多通道滑管阀是一种集成型阀门, 在工业生产中常用于替代多个程控阀，以此将管道集成化，简化工艺流程。了解多通道滑管阀的结构、工作原理，归纳掌握该阀一些常见故障的判断分析方法，是及时消除故障，减少影响生产时间的关键。 我们公司于2003年安装了一套生产能力为250Nm3/h氢气的制氢装置，该装置的生产工艺，由山西煤炭化工研究所提供，其氢气分离提纯部分采用四塔二次均压工艺。其中主要的分离设备吸附塔和多通道滑管阀，由无锡朋远气体分离设备有限公司提供。阀门以压缩空气做为动力，空气压力一般维持在0.40.6MPa，系统压力

2、均在0.9 MPa左右，阀门密封处多采用O型密封圈或XY型密封圈，对压缩空气和氢气进行密封。根据我们公司这两年对该阀的使用情况来看，经常因故障而使生产受到影响的次数较多，因此多通道滑管阀已成为我们保证氢气正常生产的一种关键设备。1、多通道滑管阀在四塔二次均压气体分离工艺中的作用和一般结构多通道滑管阀常见的型号有：三位五通中通、三位五通中封、二位五通等，通常在四塔二次均压气体分离工艺中，三位五通中通阀是A、B（C、D）塔产品气输出，对C、D（A、B）塔终充，对C、D（A、B）塔均压、冲洗切换；三位五通中封阀是A、B（C、D）塔的进料阀及逆向放压冲洗排放；二位五通阀为二次均压及逆向放压、冲洗排放切

3、换阀。这些阀门一般都由汽缸、阀体、活塞、显示推杆以及固定在其上面的推力盘、活动推力环和各类密封件组成，下面是上述三种型号多通道滑管阀的结构示意图。三 位 五 通 阀中通（中封）1.7.9.11.13.16均为密封圈 2.气缸侧板 3.显示推杆 4.推力环 5.定位环 7.阀体侧板 8.活塞 10.阀体 12.组装环 14.推力盘 17.气缸体 18橡胶垫 19.螺栓二 位 五 通 阀1.4.6.8.10.12.16均为密封圈 2.气缸侧板 3.显示推杆 5.阀体侧板 7.活塞 9.阀体 11.组装环 13.推力盘 17.气缸体15橡胶垫 16.螺栓二 、多通道滑管阀的气动控制原理多通道滑管阀在

4、程控仪和电磁阀的控制下，以压缩空气作为动力，推动显示推杆上的推力盘或推力环带动活塞移动，通过启闭阀门的通道，来切换气体工艺流程。下面为三位五通中通多通道滑管阀显示推杆在三种不同阀位时的内部联接示意图：步骤a所示，管道2、4相联，3、5相联；步骤b所示，管道2、4、5相联步骤c所示，管道1、4相联，2、5相联；从整个图所示的三个阀位的转化而言，步骤b向a的转化和步骤b向c的转化， 都是因为在步骤转化的瞬间,有一侧气缸的压缩空气通过电磁排出，使得F1 f0（其中F1为左侧推力盘D1所受的力， f0为显示推杆、活塞、推力环、推力盘与各密封件和气缸之间产生的摩擦力）,因此使得活塞轻松移动到所需要的位置

5、。而其中步骤a或c向步骤b转化时，多通道滑管阀气缸的一侧始终通有压缩空气。当另一侧通入压缩空气时，显示推杆同活塞也会移动，并得到步骤b所示的阀位。下面我们对该步骤的形成原因，从力学方面做一个简单分析。以步骤a向b的转化为例，当显示推杆处于a所示的阀位时，推力盘D1、推力环D2均处于气缸外侧，而另一侧气缸的推力盘D1和推力环D2分别处于其内侧和中部。在通有压缩空气时，D1与D1所受的力F1与 F1（其中F1为右侧推力盘D1所受的力）大小相等方向相反，通过显示推杆对活塞形成一对平衡力。而推力环D2所受的力F2f0，所以推力环D2带动推力盘D1产生位移，当移动到气缸中部时，推力环D2被定位环挡住，使

6、显示推杆同活塞停到中间位置，将管道2、4、5联通，管道1、3封死。三位五通中封和二位五通多通道滑管阀的气动原理均与三位五通中通多通道滑管阀相同，只不过当三位五通中封滑阀的活塞处在中间位置时，阀门内所有通道均被封死。而二位五通滑管阀由于受本身气缸结构特点的影响，形不成显示推杆同活塞居中的阀位。三、多通道滑管阀常见的故障与分析多通道滑管阀在生产中常见的故障主要有五种：漏气、串气、卡死、程控仪故障引起、电磁阀故障引起。1、漏气，漏气分为外漏和内漏。外漏一般指的是压缩空气从气缸外侧板与显示推杆之间的密封圈泄露，这种情况通常可能是将密封圈方向装反，或是显示推杆光洁度降低，运行中产生较大的滑动摩擦使密封圈

7、损坏。在此情况下，若泄露较小，可在显示推杆上添加少许润滑油以减小摩擦力，待有停车的机会再将损坏的密封圈更换。若漏气是从阀体侧板底部排气孔漏出，则首先要分析判断漏的是压缩空气，还是氢气。这里介绍一个简易的判断方法，就是我们通过折叠进气塑料管切断压缩空气后，观察还有无气体漏出。如果压缩空气管采用的是铜管或其它硬质材料，则不宜使用上面的方法，而要结合工艺程序对多通道滑管阀气缸内是否有压缩空气进行判断。若通过判断确定气缸内无压缩空气通入，则漏出的气体就应该是氢气，反之则为压缩空气或压缩空气和氢气。如果是压缩空气泄露，则需暂停程控仪，然后打开气缸，对推力盘或推力环上损坏的密封圈进行更换。如果带有氢气泄露

8、，则要及时更换阀体与显示推杆之间的密封圈，否则会造成大量的氢气浪费，甚至影响生产安全。2、串气，串气是指活塞与阀体之间的密封圈损坏，使不应联通的管道联通，造成变压吸附塔该终充的终充不上，该顺放的放不下来，导致吸附床层再生恶化，氢气纯度下降。在此情况下，要结合吸附工艺流程具体分析是那一个阀门和阀体内的那一各密封圈泄露造成的，要及时停车更换更换损坏的密封圈。3、卡死，卡死是指在某一步骤或所有步骤显示推杆不能带动活塞移动。造成这种情况的原因，常见的有以下几种：1）显示推杆、活塞、推力环、推力盘与各密封件和气缸之间的摩擦力阻力F1+F2 F2造成，（情况向反时f静F2， F2为右侧推力环D2所受的力）

9、，此时应在气缸内添加润滑油或检查更换更换推力环D2、推力盘D1或推力环D2、推力盘D1上的密封圈。3) 多通道滑管阀控制气缸压缩空气的一侧电磁阀内漏造成。当电磁阀内漏时，阀门相应的气缸压力偏低，压力低到F2+F1f0+ F1或F2+ F1F2，但问题还是没有的到解决。之后，我们又对压缩空气气路进行检查，但也未发现任何问题。最终在检查该阀配套的电磁阀时，发现出气时有内漏现象，经过更换电磁阀后，成功的解决了故障。在原因分析中认为，当多通道滑管阀一侧的电磁阀产生内漏时，也会造成滑阀相应侧气缸内空气压力低于另一侧气缸的空气压力，当压力低到F1+ F2F1+f0时，就会出现上述现象的故障。在日常生产中，分析多通道滑管阀的故障时，应遵循结合工艺先从容易检修的程控仪、电磁阀去寻找原因，如果确定它们没有任何问题时，再对多通道滑管阀进行检查，从而尽可能避免