專利名稱：耐磨耐腐蝶閥及制備和成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于對耐磨耐腐蝶閥的改進(jìn)，尤其涉及一種在煙塵濕法脫硫系統(tǒng)使用壽命更長的耐磨耐腐蝶閥。
背景技術(shù)：
蝶閥最易磨蝕部件為閥板。現(xiàn)有耐磨耐腐蝶閥，例如在煙塵濕法脫硫系統(tǒng)中使用的蝶閥，通常采用不銹鋼閥板，以及橡膠、塑料包覆閥板。煙塵濕法脫硫循環(huán)液，不僅存在5-15％的顆粒固含量，而且因中和介質(zhì)不同，脫硫循環(huán)液中分別存在氫氧化鈣或氫氧化鎂或氫氧化鈉或氫氧化氨等堿性物質(zhì)，并且中和介質(zhì)吸收飽和后循環(huán)液又呈酸性，如存在亞硫酸鈣、氯離子等。不銹鋼閥板，不僅耐磨性不夠，而且不耐氯離子腐蝕，通常在上述環(huán)境中，使用壽命只有5-6個月(流速4m/s)；橡膠包覆閥板，因橡膠硫化劑為堿性材料，閥板長期在堿性循環(huán)液中使用，會導(dǎo)致膠層溶脹、發(fā)軟，機(jī)械強(qiáng)度降低，耐磨性下降，通常使用壽命只有一年左右(流速4m/s)；塑料如聚丙烯、聚乙烯、聚全氟乙丙烯包覆閥板，雖然具有較好的耐酸耐堿性，但耐磨性不夠，使用壽命只有7-8個月左右(流速4m/s)。而電力煙塵脫硫系統(tǒng)要求大修周期在2年以上，這樣低的蝶閥使用壽命，增加了更換頻度，縮短了大修周期，不僅導(dǎo)致使用成本增加，而且短的更換周期還造成脫硫設(shè)備運(yùn)行不正常，增加了運(yùn)行成本。
此外，大口徑(例如通徑在400mm以上)蝶閥，閥體過流部分防腐襯層面積較大，因非金屬襯層與金屬閥體間大的熱脹冷縮差異，在煙氣脫硫系統(tǒng)冷熱交變循環(huán)液中使用，極容易造成襯層開裂、剝離，造成襯層損壞，影響防腐腐功能。
因此，目前使用在循環(huán)液固含量大的濕法脫硫工程例如電廠、冶金系統(tǒng)蝶閥，使用壽命短，已成為行業(yè)一大障礙，盡管人們試圖采取各種方式提高蝶閥的使用壽命，但均未有較大改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種耐磨耐腐性均更好，使用壽命更長的耐磨耐腐蝶閥。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述耐磨耐腐蝶閥的制備方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種制備上述蝶閥用模具。
本發(fā)明第一目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是在金屬閥板外包覆耐酸耐堿聚氨酯彈性體(本發(fā)明中簡稱聚氨酯彈性體)，替代包覆橡膠或塑料，從而使閥板獲得更高的耐磨性，及較好的耐腐蝕性，延長最易磨損閥板的使用壽命。具體說，本發(fā)明耐磨耐腐蝶閥，包括襯里閥體和有包覆層的閥板，其特征在于所說閥板表面包覆層為耐酸耐堿澆注型聚氨酯彈性體。
由于聚氨酯彈性體可塑性大、且相對較軟，周面厚的包覆層，較容易造成閥板在反復(fù)啟閉工作中，包覆聚氨酯彈性體受擠壓移位或脫落。本發(fā)明一種較好是在金屬閥板徑向周面上設(shè)置有環(huán)狀凹槽、鋸齒、凹坑(孔)等內(nèi)凹，周面內(nèi)凹，一有利于周面有足夠厚度的包覆層，以確保閥板密封所需足夠過盈量；二內(nèi)凹兩側(cè)伸出又有利于包覆聚氨酯彈性體的固定，提高包覆層與閥板周面的結(jié)合牢度，有效避免閥板在反復(fù)啟閉下可能造成，可塑性大、且相對較柔軟的聚氨酯彈性體包覆層移位或脫落。
蝶閥的密封是通過閥板與閥體過盈配合實(shí)現(xiàn)，為提高包覆聚氨酯彈性體閥板與閥體的密封性，考慮到聚氨酯彈性體相對較軟，經(jīng)試驗(yàn)認(rèn)為其周面包層厚度，尤其是起密封作用的厚度中心部分，根據(jù)蝶閥通徑大小較好為5-20mm。如果周面包覆厚度過薄，則會因聚氨酯彈性體柔軟，造成閥板密封過盈量不足，會降低密封性；周面包覆厚度過厚，也會因聚氨酯彈性體柔軟，而降低密封承壓能力。兩者均會造成尤其在高壓力下密封性降低而導(dǎo)致泄漏。
此外，為提高聚氨酯彈性體與金屬閥板的結(jié)合牢度，避免可能出現(xiàn)的熱膨脹差異造成分層脫落，一種較好是在閥板兩面上加工或設(shè)置有凸出和/或內(nèi)凹錨固結(jié)構(gòu)，例如但不限于為凹坑、通孔、槽和/或凸釘、凸筋等增強(qiáng)錨固連接結(jié)構(gòu)。其中一種更好為在閥板面上加工有通孔，可使閥板兩面聚氨酯彈性體穿過通孔，更是提高了包覆層聚氨酯彈性體與閥板的連接牢度。
此外，為提高大口徑蝶閥閥體襯里層與閥體結(jié)合牢度，避免可能出現(xiàn)的因熱脹冷縮差異造成襯層開裂、剝離，一種較好是在閥體襯里內(nèi)表面，加工和/或設(shè)置有凹凸錨固，例如在閥體過流壁面加工有溝槽、凹坑和/或焊接有凸釘、鋼絲網(wǎng)龜甲等凹凸連接結(jié)構(gòu)。
所說閥體襯層，可以為各種耐磨耐腐塑料，也可以是本發(fā)明所述用于包覆閥板的耐酸耐堿澆注型聚氨酯彈性體。
所說耐酸耐堿澆注型聚氨酯，為市售常用澆注型耐酸耐堿聚氨酯，例如可以是聚己內(nèi)酯與異氰酸酯反應(yīng)得到預(yù)聚體，或聚醚型聚四氫呋喃澆注型聚氨酯。
本發(fā)明閥板包覆澆注型聚氨酯彈性體，其特征是將經(jīng)加工處理金屬閥板，懸空擱置于封閉模具內(nèi)，帶模加熱至70-100℃；將澆注型耐酸耐堿聚氨酯預(yù)聚體加熱至70-100℃，擴(kuò)鏈劑加熱至熔融，然后將加熱的兩組料充分混合，澆注并充盈已加熱模腔，帶模加溫初始固化，脫模，修補(bǔ)澆注閥板支撐或懸吊點(diǎn)缺孔，加溫硫化。
本發(fā)明聚氨酯預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑的酯合比，按通常聚氨酯預(yù)聚體中NCO％游離酸氰氨含量計(jì)算確定，無特別要求。所述硫化與其他澆注成型聚氨酯彈性體相同，無特別要求。
所述閥板懸空擱置于模具內(nèi)，可以是懸空平放擱置，也可以是是豎放兩面脫空，主要使聚氨酯澆注能包覆閥板周面，較好為懸空平放擱置，可以采用水平澆充注。
為加強(qiáng)聚氨酯與金屬閥板間的粘合強(qiáng)度，一種較好為在閥板表面涂刷偶聯(lián)劑，例如開姆洛克(牌號CF218)粘結(jié)劑。
此外，為提高包覆聚氨酯彈性體密實(shí)度，進(jìn)一步提高耐磨性，一種較好是在澆注聚氨酯未凝固前帶模放入密閉真空箱內(nèi)，抽真空脫除氣泡，如果模具具有很好的密封性，也可以直接抽真空排除氣泡。
本發(fā)明如果閥體也包覆聚氨酯彈性體，其包覆方法同上閥板，不再重復(fù)。
本發(fā)明閥板包覆澆注型聚氨酯彈性體模具，包括容放閥板形成包層模具，其特征在于所說容放閥板模具，由按型腔高度不對稱剖開的上模和下模對合組成。不對稱剖開模具，其分型面偏離閥板厚度中心，對提高包覆閥板的密封性是有利的。因?yàn)榘簿郯滨椥泽w柔軟難以加工，尤其是密封周面，模具型面偏離厚度中心線(閥板密封線)，即使成型后不加工，也不會因澆注型面線而影響密封。
此外，為方便閥板懸空擱置，一次澆注成型，一種較好是在一側(cè)模具型腔內(nèi)設(shè)置若干凸出支撐點(diǎn)，用于擱置平放閥板使之懸空；當(dāng)然對合上下模型腔內(nèi)均設(shè)置若干支撐點(diǎn)也是可以的，合模后可以實(shí)現(xiàn)豎向澆注。此外，通過在閥板面上設(shè)置懸空支撐也是可以的，例如在閥板一或二面上螺紋連接若干支撐，或在閥板面上加工若干凹孔，插入銷釘。
本發(fā)明耐磨耐腐蝶閥，由于最易磨蝕的閥板采用耐酸耐堿澆注型聚氨酯彈性體包覆，大大提高了閥板的耐磨性及耐腐性能，如在70℃溫度、含固量15％的脫硫噴淋漿中使用，其耐磨性較不銹鋼閥板高出10倍，較聚丙烯包覆閥板提高20倍，同時耐酸、堿及耐氯離子腐蝕性能大大提高，延長了蝶閥使用壽命。閥板周面及表面加工有凹凸錨固襯層結(jié)構(gòu)，顯著提高了包覆層與閥板的結(jié)合牢度，尤其是周面的結(jié)合牢度。其次，由于包覆聚氨酯彈性體極好的塑性，密封面可以容忍一些較大顆粒(例如3mm左右)，仍能保持優(yōu)良的密封，且不會象包覆塑料、橡膠那樣造成密封面的拉傷(即不損傷閥板與閥套密封面)，達(dá)到了其他耐磨耐腐閥板難以達(dá)到的效果，同樣大大提高了蝶閥使用壽命。因此，本發(fā)明蝶閥可用于高含固量、及有棱角硬顆粒介質(zhì)使用，例如石英砂行業(yè)、礦山濕法選礦等，擴(kuò)大了蝶閥使用范圍。此外，由于聚氨酯彈性體可塑性大，包覆時可以加大密封過盈量，這樣在密封面受到磨損后，仍有極好的自補(bǔ)償性，密封性能仍然很好，也延長了蝶閥使用壽命，此為其他類型包覆層所不能實(shí)現(xiàn)。閥體過流部位襯里面上增設(shè)的凹凸襯層錨固，大大增強(qiáng)了襯層與閥體結(jié)合牢度，不會造成襯層脫落，因此尤其適用于大口徑例如500-1000mm通徑蝶閥。閥板澆注對合模具型面偏離厚度中心，使合模分型面偏離閥板最大直徑密封線，從而避免了對合模分型面飛邊對閥板密封線的影響，即使包覆周面不加工，也不會影響密封性能。
以下結(jié)合若干個優(yōu)選實(shí)施方式，進(jìn)一步說明本發(fā)明，附圖僅是為了描述優(yōu)選實(shí)施例，而不應(yīng)被理解為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明蝶閥閥板聚氨酯彈性體一種包覆示意圖。
圖2為本發(fā)明蝶閥閥板聚氨酯彈性體另一種包覆示意圖。
圖3為本發(fā)明包覆閥板又一種周面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明包覆閥板再一種周面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明蝶閥閥體金屬網(wǎng)錨固襯里示意圖。
圖6為圖5襯里顯示錨固層截面示意圖。
圖7、圖8分別為本發(fā)明閥體不同錨固襯里示意圖。
圖9為本發(fā)明閥板一種澆注包覆聚氨酯彈性體成型及模具示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參見圖1，本發(fā)明耐磨耐腐蝶閥，其金屬閥板2板面上加工有錨固包層的凹坑4，周面厚度面上有環(huán)狀凹槽1，通過澆注成型方式包覆有澆注型耐酸耐堿聚氨酯彈性體3。閥體襯里有聚乙烯塑料襯層。
閥板澆注包覆，參見圖9，澆注模具有按型腔高度不對稱剖開的對合上模14和下模15組成，使其分型面17偏離閥板厚度中心線，上模外周較下模大，并有定位臺階，通過環(huán)圈16定位固定，根據(jù)包覆厚度設(shè)計(jì)型腔面。其中下模型腔面上有呈三角形設(shè)置的凸出支撐20，上模上設(shè)有澆注孔18和排氣孔19，模具內(nèi)腔型面涂刷脫模劑如硅烷脫模劑。澆注成型，將懸空擱置兩面涂刷有開姆洛克(牌號CF218)粘結(jié)劑的閥板及金屬模具加熱至100℃，分別將聚醚型聚四氫呋喃澆注型聚氨酯彈性體預(yù)聚體加熱至100℃；MOCA擴(kuò)鏈劑(3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷)，加溫至120℃使其熔融。將加熱后的聚氨酯彈性體預(yù)聚體及擴(kuò)鏈劑(用量按聚氨酯彈性體預(yù)聚體中NCO％游離酸氰氨含量計(jì)算確定)混合，帶溫由澆注口18注入并充盈加熱后模具型腔，模具內(nèi)氣體則通過排氣孔19排出。在聚氨酯未凝固狀態(tài)時(仍具有流動性)，連模具一起放入密閉真空箱內(nèi)，抽真空排除氣泡。完畢帶模加溫100℃經(jīng)1-2小時硫化成型，冷卻脫模后，在支撐點(diǎn)上填補(bǔ)聚氨酯，再經(jīng)80℃左右硫化20-30小時。
實(shí)施例2參見圖2、5、6，如前述，閥板面上錨固包層為環(huán)形布置通孔6和/或凸釘5。閥體9過流壁面焊接有片塊狀金屬網(wǎng)10，然后襯里塑料層或聚氨酯彈性體層11。
澆注型耐酸耐堿聚氨酯彈性體，由聚己內(nèi)酯與異氰酸酯(MDI)聚合所得，加入預(yù)聚體總量13％的復(fù)合擴(kuò)鏈劑，其中第一次加入擴(kuò)鏈劑量12％的1，4-丁二醇、3.6％的三羥甲基丙烷，第二次加入59.4％的氫醌-雙(β-羥乙基)醚(HOEE)，和25％的間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚，一分鐘內(nèi)完成攪拌反應(yīng)，注入模具?？梢垣@得使用溫度可達(dá)130℃，耐磨性更好的聚氨酯包覆層。澆注加熱溫度，及固化、硫化按聚氨酯要求。
實(shí)施例3參見圖3、4，如前述，閥板徑向周面內(nèi)凹為鋸齒7或燕尾環(huán)槽8。
實(shí)施例4參見圖7、8，如前述，閥體9襯里過流壁面分別加工有凹坑12和/或凸釘13凹凸錨固襯層11。
實(shí)施例5如前述，聚氨酯預(yù)聚體采用ε-己內(nèi)酯與4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)聚合。可以耐磷酸、氟硅酸及濃度為50％以下的硫酸。澆注加熱溫度，及固化、硫化按聚氨酯要求。
實(shí)施例6如前述，聚氨配預(yù)聚體采用ε-己內(nèi)酯與甲苯二異氰酸酯(TDI)預(yù)聚體，擴(kuò)鏈劑采用3，3′-二氯-4，4′-二苯基甲烷二胺。所得噴頭可以耐磷酸、氟硅酸及濃度為50％以下的硫酸。澆注加熱溫度，及固化、硫化按聚氨酯要求。
本發(fā)明還可以根據(jù)使用要求，選擇不同的澆注型聚氨酯彈性體及相應(yīng)的固化劑，或加入適當(dāng)催化劑，以及在室溫硫化，這些相對于本發(fā)明為非實(shí)質(zhì)性等效改變，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.耐磨耐腐蝶閥，包括襯里閥體和有包覆層的閥板，其特征在于所說閥板表面包覆層為耐酸耐堿澆注型聚氨酯彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨耐腐蝶閥，其特征在于被包覆閥板徑向周面有內(nèi)凹。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐磨耐腐蝶閥，其特征在于閥板周面包層厚度，尤其是起密封作用的厚度中心部分為5-20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐磨耐腐蝶閥，其特征在于閥板兩面上有凸出和/或內(nèi)凹錨固結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨耐腐蝶閥，其特征在于閥體襯里內(nèi)表面有凹凸錨固。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述耐磨耐腐蝶閥包覆澆注型聚氨酯彈性體，其特征是將經(jīng)加工處理金屬閥板，懸空擱置于封閉模具內(nèi)，帶模加熱至70-100℃；將澆注型耐酸耐堿聚氨酯預(yù)聚體加熱至70-100℃，擴(kuò)鏈劑加熱至熔融，然后將加熱的兩組料充分混合，澆注并充盈已加熱模腔，帶模加溫初始固化，脫模，修補(bǔ)閥板支撐或懸吊點(diǎn)缺孔，加溫硫化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述耐磨耐腐蝶閥包覆澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于閥板懸空擱置為平放擱置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述耐磨耐腐蝶閥包覆澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于閥板表面涂刷偶聯(lián)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述耐磨耐腐蝶閥包覆澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于澆注聚氨酯未凝固前抽真空脫除氣泡。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述閥板包覆澆注型聚氨酯彈性體模具，包括容放閥板形成包層模具，其特征在于所說容放閥板模具，由按型腔高度不對稱剖開的上模和下模對合組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述閥板包覆澆注型聚氨酯彈性體模具，其特征在于至少在一側(cè)模具型腔內(nèi)和/或閥板面上設(shè)置若干凸出支撐點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于對耐磨耐腐蝶閥的改進(jìn)，其特征是至少閥板表面包覆層為耐酸耐堿澆注型聚氨酯彈性體。至少最易磨蝕閥板采用耐酸耐堿澆注型聚氨酯彈性體包覆，大大提高了閥板的耐磨性及耐腐性能，同時耐酸、堿及耐氯離子腐蝕性能也大大提高，延長了蝶閥使用壽命。閥體過流部位襯里層與閥體間有凹凸襯層錨固，大大增強(qiáng)了襯層與閥體結(jié)合牢度，不會造成襯層脫落，尤其適用于大口徑例如500－1000mm通徑蝶閥。
文檔編號B29C39/00GK101074737SQ20061004044
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者將龍福, 譚希平, 殷國強(qiáng) 申請人:宜興市宙斯泵業(yè)有限公司