什么是最佳粉體顆粒輸送閥門？
傳統(tǒng)的蝶閥和閘板閥適用于氣體和液體的輸送但是在輸送粉體顆粒時面臨相當(dāng)大的難題。業(yè)界急需一種可以替代蝶閥和閘板閥的粉體顆粒專用閥門來徹底解決當(dāng)時閥門的物料流動阻塞，不能自我清潔和密封圈易磨損等問題。美國弗泰斯閥門公司創(chuàng)始人Neil Peterson先生致力于為干燥粉體顆粒物料的氣動輸送設(shè)計和生產(chǎn)專用閥門，解決長期困擾業(yè)界的低效率輸送問題。他的不懈堅持最終得到了回報：一個全新的設(shè)計誕生了。這就是公司的第一個產(chǎn)品：孔板閥。
目前弗泰斯有幾款特殊設(shè)計閥門成功解決了蝶閥和傳統(tǒng)圓頂閘板閥在輸送粉體顆粒時的問題。選擇合適的閥門需要全面考量輸送系統(tǒng)和輸送物料各方面問題。

孔板閥

孔板閥傳統(tǒng)上說是用來高壓（6 bar/ 90Psig）輸送漿料。這類閥門閥體主要是鑄造件并且使用與傳統(tǒng)氣體、液體輸送閥門類似的密封系統(tǒng)。在輸送粉體顆粒料時會產(chǎn)生和氣體、液體輸送閥門類似的問題。同時，較高成本的鑄造件閥體在用于低壓的稀相輸送系統(tǒng)和直墜系統(tǒng)中顯得毫無必要。
對于大多數(shù)粉體顆粒物料輸送系統(tǒng)來說，系統(tǒng)內(nèi)的壓力通常小于1Bar （15Psig），一種特殊設(shè)計的孔板閥將是此類系統(tǒng)最好的控制閥。一個典型的孔板閥通常是采用一片中間穿有一孔的不銹鋼閘板。而孔板中間的孔徑和系統(tǒng)管道相同。而此片不銹鋼孔板被上下兩塊相同大小的硬質(zhì)高分子聚合物密封墊以“三明治”方式加載負(fù)荷已達(dá)到密封效果。在閥門開啟狀態(tài)下，閘板上的孔和密封墊上的孔完全重合與系統(tǒng)管道相匹配，因此消除了物流阻礙并且避免了密封圈暴露在物料流沖擊下。 在閥門閉合狀態(tài)下，通過預(yù)置在不銹鋼孔板上下兩端密封墊上的壓力起到密封效果。
預(yù)置的壓力主要是通過安裝在硬質(zhì)高分子聚合物密封墊背部的橡膠件完成。隔絕軟質(zhì)密封圈與物料的接觸是此閥門最關(guān)鍵的設(shè)計。而替代的硬質(zhì)高分子聚合物密封墊完全可以抵抗干燥物料的沖擊磨損和不銹鋼閘板的摩擦磨損。
相較于傳統(tǒng)蝶閥和圓頂閘板閥，孔板閥擁有幾項顯著的優(yōu)勢。“自我清潔”功能就是其中最為主要的優(yōu)勢。孔板閥的法蘭開口、密封墊開口和不銹鋼孔板開口完全重合，完全避免了任何空腔的存在使得物料無處堆積。這項設(shè)計在輸送易交叉污染和易腐敗物料時尤為重要。孔板閥閘刀在帶料閉合時把少量物料推入刀孔中而不是將物料擠壓堆積在閉合處，閘刀上的圓孔就保證了閥門的完全閉合。在輸送堅硬或者具有磨損性的物料時，還可以在閥門進(jìn)口端安裝導(dǎo)流罩使得物料集中在閥門中央通過來減少物料對于密封圈的磨損。而在閥門開啟時先前推入圓孔的物料由于閘刀的運動而自動地被帶回到物流內(nèi)。這項“自我清潔”的功能防止了物料在閥門內(nèi)的堆積而導(dǎo)致的閥門驅(qū)動時震動、交叉污染和物料腐敗等問題。

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經(jīng)過長時間反復(fù)開啟閉合，孔板閥上的硬質(zhì)高分子聚合物密封墊最終還是會因為反復(fù)與不銹鋼孔板閘刀摩擦而磨損老化，而導(dǎo)致預(yù)置載荷不足以起到密封物料或空氣壓力的作用。但是孔板閥的預(yù)置載荷可以通過簡單的線上維護(hù)就能恢復(fù)到原先水平。這得益于密封墊和不銹鋼閘刀的“三明治”安裝方式。原來在閥門制造時，已經(jīng)預(yù)留幾片備用的塑料墊，墊在閥體和“三明治”層之間，從而可以通過增加墊片起到增加預(yù)置載荷的目的，或者通過減少墊片來減少預(yù)置載荷。在閥門維護(hù)時不需要將閥體從輸送系統(tǒng)中卸下，只需抽出一對備用塑料墊并重新加以緊固就可以恢復(fù)預(yù)置載荷起到密封作用。 塑料墊片的設(shè)計可以使用戶更加快捷和便利的維護(hù)閥門使之達(dá)到最佳工作狀態(tài)。這對于輸送系統(tǒng)不能停機(jī)的使用者尤為重要。

孔板閥應(yīng)用于水泥粉末輸送實例

這些特殊的設(shè)計為干燥粉體顆粒物料的輸送帶來了很多好處。有別于氣體和液體輸送，在設(shè)計粉體顆粒輸送系統(tǒng)時必須考量物料自身的粘性或者磨損性和系統(tǒng)本身壓力問題。輸送具有粘性或者磨損性的物料必須降低閥門特別是密封圈與物料的直接接觸。對于粘性顆粒物料來說，密封圈接觸面小的閘板閥或者蝶閥都是比較好的選擇。而那些閘刀不與物料直接接觸以及密封圈較少與物料接觸的閘板閥將是輸送磨損性物料的最佳選擇。對于壓力超過1Bar/ 15Psig的氣動輸送系統(tǒng)來說，選擇閥門還必須考慮到閥體的氣密性問題。

滾柱支撐式閘板閥

當(dāng)在直墜輸送系統(tǒng)中輸送粘性或磨損性顆粒物料，一個正方形或矩形的在閘刀下方安裝有滾柱支撐密封系統(tǒng)的閥門將是最佳的選擇。矩形的四周密封條在密封性上要強于傳統(tǒng)圓頂閘板閥的圓形密封。
由于該閥門的密封是通過閘刀底部滾柱的支撐作用將閘刀緊緊頂在其上的硬質(zhì)密封條上，因此降低了密封條和物料接觸的可能。對于輸送粘性或磨損性物料來說此設(shè)計顯得尤為重要。滾柱系統(tǒng)無需很大驅(qū)動力并減少了閘刀磨損以及閥門開啟閉合時閘刀與閥體金屬間的直接接觸。而這種金屬間的直接接觸會導(dǎo)致閥門驅(qū)動時的震動。
目前市場上存在著大量的質(zhì)量不同用材各異的此類閥門。但是只有那些采用了硬質(zhì)高分子聚合物密封條和可調(diào)凸輪滾柱支撐系統(tǒng)的閥門才極大避免了物料對于密封條的磨損并且具有易維護(hù)性，才是輸送粉體顆粒物料的理想選擇。同時，此類閥門往往會在氣缸連接的那端由于摩擦頻繁而泄露，因此在此處增加一個可拆卸式密封條的設(shè)計將使閥門在線維護(hù)成為可能而大大降低由于系統(tǒng)停車而帶來的損失。

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滾柱支撐式閘板閥處理樹脂顆粒實例

在選擇粉體顆粒控制閥時還必須考慮閘刀自我清潔的能力,即在關(guān)閉時能否清除掉密封圈附近的物料達(dá)到完全閉合的效果？閥門設(shè)計中是否含有可能堆積物料的內(nèi)腔？如果閘刀在帶料閉合時會切斷物料，是否在設(shè)計上考慮了相關(guān)措施保證被切斷物料不會堆積在閥門閉合處？
綜上所述，方形或者矩形的滑板閥主要應(yīng)用于無系統(tǒng)內(nèi)外壓差的輸送系統(tǒng)中。

閘刀抬升式閘板閥

閘刀抬升式閘板閥彌補了傳統(tǒng)圓頂閘板閥在輸送干燥粉體顆粒物料時的缺點。此閥門可以禁受最大5Bar/ 75Psig的系統(tǒng)壓力。雖然此閥門也采用圓頂閥體，但是它的密封不是依靠閘刀和閥體密封圈的緊閉接觸。在閥門頂端有一個巨大的導(dǎo)流區(qū)域可以使落在閘刀上端的物料在閥門關(guān)閉時自動落入閥門底部的物料流內(nèi)而不產(chǎn)生物料的堆積。
雖然此閥門中也安裝有軟質(zhì)彈性密封圈，但是閥門的特殊設(shè)計保證了閥門在閉合時密封圈與閘刀盡可能少的直接接觸從而避免了由于多次開啟閉合而導(dǎo)致的密封圈老化。物料會被輕柔地從閘刀和密封圈表面拂去。當(dāng)閥門最后閉合時，閘刀會自動向上跳2個行程從而從下至上與密封圈緊密貼合。
閘刀被設(shè)計成墓碑形狀，保證了閘刀始終與閥門密封圈保持垂直接觸。這項設(shè)備避免了傳統(tǒng)圓頂閥門的鍥作用。而垂直光滑的表面使得任何在其上的物料都會馬上被帶回到物料流之中去。而軟質(zhì)的密封圈在閘刀閉合時可以包容留在密封腔內(nèi)的少量物料。

由于閘刀抬升的設(shè)計使得閥體必須設(shè)計成特殊的密封腔使得閘刀抬升過程中不會牽涉到密封圈。在閘刀和氣缸連接處設(shè)計了浮動夾保證了閘刀在垂直上抬的過程中整個閘刀保持水平。密封腔的作用是防止被軟質(zhì)密封圈包容的少量物料泄露到系統(tǒng)外。而閥門的密封腔和閘刀部分可以很容易的拆卸下來清潔使得此閥門具有便于維護(hù)的優(yōu)點。在維護(hù)閥門時，承重的閥體不需要從系統(tǒng)中卸下來。

閘刀抬升式閘板閥輸送硼砂實例

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閥門的出口端也被設(shè)計成墓碑形狀從而避免了類似傳統(tǒng)圓頂閘板閥出口端的空腔，當(dāng)然在出口連接處會安裝方形或者圓形轉(zhuǎn)接環(huán)。這雖然導(dǎo)致了閥門厚度有所增加但是提供了多種用戶自選連接方式。
閘刀抬升式閘板閥的主要缺點是相對于傳統(tǒng)閘板閥，它的高度和重量比較大。這是所有耐高壓閥門的通病。由于制造的復(fù)雜性，使得這個閥門的成本要高于傳統(tǒng)的閘板閥。

虹膜閥

從定義上來說虹膜就是一種開啟閉合孔洞的方式，我們可以從人的眼睛、照相機(jī)的快門甚至是科幻片中的房門中看到實例。虹膜閥主要用來控制直墜系統(tǒng)中自由流動干燥物料流的開啟和閉合。虹膜閥可以用在很多行業(yè)包括化工、奶制品、食品、礦山塑料和醫(yī)藥。虹膜閥經(jīng)常用于輸送脆性物料。
虹膜閥主要被用于卸載散裝物料袋，閥門通過扎緊物料袋的頸部而且到切斷物料流動的作用。虹膜閥在輸送爆炸性的物料和脆性物料時表現(xiàn)良好，但是它不適合處理高流動性、磨損性物料和需要頻繁開啟閉合的系統(tǒng)中。
虹膜閥由兩個連有柔性袖筒同心圓環(huán)組成，袖筒的一頭與內(nèi)環(huán)相連，另一頭與外部控制環(huán)相連。控制環(huán)上安裝有手柄，手柄可以180度旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)，袖筒被扭曲成松、緊合完全閉合等狀態(tài)。

虹膜閥為干燥粉體顆粒物料輸送提供了一個實用而且便宜的方案，其優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：

 價格便宜。
 緊湊設(shè)計，質(zhì)量較輕便于安裝。
 可輸送易爆性和脆性物料。
 無阻礙式開口。
 開口閉合于中央使得物料可均勻卸載。
 便于維護(hù)。

缺點：

 不適合輸送大量物料和頻繁輸送物料。
 不適合輸送大質(zhì)量或者磨損性物料。
 不適合安裝于物料流量過大的系統(tǒng)中。
 閥門不能吊裝其他重型設(shè)備。
 螺栓孔較特殊。

虹膜閥用于卸載散裝物料袋示意圖

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整個上世紀(jì)八十年代，弗泰斯公司陸續(xù)推出了幾項革命性產(chǎn)品，包括基于與孔板閥相同設(shè)計原理的用于替換傳統(tǒng)撥片式和通道式換向閥的“Y”型換向閥、滾柱支撐閘板閥和自清潔閘板閥。每一種創(chuàng)新設(shè)計都極大地拓寬了弗泰斯公司控制閥和換向閥的處理物料的能力。為了滿足不斷增加的市場需求，更好的服務(wù)于亞太特別是中國市場，弗泰斯公司于2009年4月在上海成立其亞太區(qū)銷售總部。

關(guān)于弗泰斯閥門
美國弗泰斯閥門公司自１９７７年成立之初就致力于干燥粉體顆粒物料閥門的研發(fā)和生產(chǎn)。經(jīng)過３２年的發(fā)展已成為全球最大的用于粉體顆粒輸送領(lǐng)域的控制閥的專業(yè)制造商，產(chǎn)品銷售遍及世界５０多個國家和地區(qū)。更多信息可以訪問弗泰斯閥門中國：www.vortexvalves.com.cn

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