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上海水泵集团技术之阀门的作用与类型

安全阀在泵管道系统中,安全阀的作用是防止压力超过额定极限。容积式泵容易超压。通过业已关闭但有微漏的切断阀由高压系统向低压系统渗漏;或者泵出口止逆阀和出口阀截死的管段内的液体热膨胀等都会造成离心泵管道系统的超压。在此情况下,升压的速度都很缓慢,安全阀能及时动作。水是引起超压的另一种原因,而且升压很快。还有一些情况,比管道内部有爆炸,不断加速的化学反应,以及由于与高温发生意外接触液体突然汽化等现象也能产生高压。对于压力升高很快的况要使用爆破膜,但这种安全措施并不完善。

真空破坏阀也是一种安全阀,当管道内部处于真空状态时,大面积的薄壁设备在外部大气压力的作用下容易损坏,这种阀门就起保护作用。

以上两种安全阀,弹簧使阀芯顶住压力差,在额定的开启值下阀芯打开并释放压力。如果阀门通过大量的液体或气体,必须考虑到为使流体通过阀孔需要一定的超压。安全阀的排放量计算是根据某一超压百分数来定的,通常是10%,但有时可取高达25%。考虑到热液体的闪发或管道摩擦等,要使阀门达到给定的排出能力,往往要求提高超压值。

有时泄漏是安全阀的一个大问题,尤其在整定值很接近额定运行压力的情况下。这里净的密封比压很低,因此密封副几何形状有点不规矩以及温差的影响都能产生泄漏。有些使用场合泄漏会发生危险,可能需要一个引导释放阀,这种阀的设计是将压力引至阀芯的上部,由于压力的作用致使阀门关得越发紧密。用一种有动力的驱动器来泄压,由于小的释放阀的开启,迫使安全阀的阀芯迎着内压作用而被打开。

安全阀的密封面可以用金属也可以用软材料。这种阀门通常具有快开特性,闪发液体,蒸汽或气体要求超快开特性,加在辅助引导阀阀芯区域的压力稍微受到破坏,就能使安全阀突然动作而且开得很大,类似于蒸汽管道上的紧急安全阀。

调节阀尽管上述不少类型的阀门都有一点调节能力,但习惯上不把它们称之为调节阀。在狭义上来说,调节阀是这样一种阀门,它能对流量加以调节使其下游(或上游)的流体达到所需要的压力,流量或温度。虽然好多种阀门打开一点点都有一定程度的调节功能,而且在某些情况下使用也行得通,但这里所说的“调节”这一术语专指经过特殊设计、有动力驱动,在动态或静态下具有良好的调节特性曲线的阀门。很多新型调节阀与上面所讨论过的阀门很相似,但另外一些调节阀则大不相同,完全属于崭新的类型。

在论述各种调节阀的优缺点及其适用场合之前,让我们说明一下调节阀的某些基本概念。调节阀包括以下各部分:

1.   阀体 阀体的作用是导流,承受压力,承受来自管道和驱动装置的载荷;

2.   节流孔 一个可变截面的节流孔或两个以上的节流孔;

3.   阀杆 阀杆将节流元件与驱动机构直接连接起来;

4.   阀体上的开孔 通过开孔穿入阀杆;

5.   驱动装置 它可用来改变阀门节流孔的面积。

常见的截止阀和角式截止阀都能关闭得很严实,高质量的阀芯与阀座在开度不大,流量不高的情况下有一定的流量。阀杆应在节流孔上面支承在阀盖上而不是定位在节流孔的下面,因为这样阀杆会减少节流孔的过流面积。如果流体冲着阀芯,向上流经节流孔,则应考虑驱动装置在关闭阀门时还要克服流体向上的压力。如果流体向下,绕过阀芯流入节流孔,则在阀门开度很小时,阀门调节变得很不稳定。

常规截止阀经过改装,设置两个阀座,在同一阀杆上装上两个阀塞,流体进入两个阀塞之间,然后上下分流通过两个阀座,这就是双座调节阀。这种阀的驱动装置的受力显然变小了。因为流体的压力作用在阀塞上,促使其中一个阀塞关闭,而促使另一个打开。但是这种平衡并不彻底,因为便于组装的两个阀塞的大小不一样,而且在小流量下每个阀座的节流压降也不相同。

在阀体内一个阀座后面加上一个间壁,在阀体上增加一个出口,双座调节阀则变成了三通阀,于是阀门可以将液流按比例分成两路,或者反向流动时将两个液流按比例汇合在一起。双座调节阀不能作切断之用,因为加工上的误差,阀体受到压力的作用和热变形影响所致而不能保证密封。

蝶阀也可以作调节之用,为了改善调节性能阀板要有特殊的几何形状。采用合成橡胶或塑料密封垫,在合适的温度范围内能使截断密封性能良好。

常规形式的球阀也可以用于调节,但要在阀门顶部装上驱动装置和定位器。其它设计方案,只采用球壳的一部分,关闭时它对常见的聚四氟乙烯密封座建立密封,但旋转开启后,球壳具有一定形状的边缘,能给出一定的流量调节特性。边缘的几何形状有凸鼓形,V字形切口以及抛物线形多种。常规球阀可以作成两个孔串联,中间有一个扩压腔,流速在腔内瞬间变慢因而压头有些恢复。

一种经过专门设计的闸阀也可以作调节之用。阀内垂直于流线设置一个固定的多孔筛板,阀板上开两个孔或更多的孔,阀板在固定筛板的前面上下滑动,用两个阀板上开孔错开的程度来决定通过阀门的流量。阀杆上有一个梢子穿过固定筛板上的滑动槽伸入滑动阀板,阀杆带动滑动的阀板实现阀门操作。这种阀门的特点是振动小而且是直通式流动,各种流量下操作阀门所需之推动力都不大,这是因为阀板和固定筛板之间经过研磨加工而且阀板有支承。阀板和固定筛板可以采用不锈钢或其它合金材料。

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