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 技术文章
如何选择调节阀的切断功能
点击次数:689 发布时间:2020-04-06

调节阀又名控制阀,通过接受调节控制单元输出的控制信号,调节阀借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力,调节阀可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种,另外,按其功能和特性分,线性特性,等百分比性及抛物线特性三种。

电动调节阀

电动调节阀

 

一、结构型式的选择

双密封类调节阀(如双座阀、双密封套筒阀等)主要的缺点之一就是泄漏大。但上世纪80年代以前,由于当时较盛行套筒阀,然而,不少厂家却在套筒阀上下了很 大功夫以改进结 构来降低泄漏量,使其演变成非常复杂的结构。于是,这又带来了许多不足:零件多、可靠性差、备件难、维护难、切断效果不理想等等。实际上,这是设计思路都 陷入 了误区,与其在阀体的心脏内作如此复杂的改动,倒不如通过外部调整来实现。因此, 应选择单密封类调节阀。这样,密封问题、可靠性问题、维修和备件问题均被一一解决了。 此时,解决矛盾的重点转化为介质对阀的不平衡力增大的问题,解决它仅需配强力活塞执行 机构、加粗阀杆即可。这种通过外部来解决的办法显然比通过内部的复杂改进要容易得多, 与其说这是办法问题,还不如说这是思路问题。 进入到九十年代,人们开始寻找结构更简单、密封更可靠的切断阀。这时,发现角行程 阀比直行程阀(单座阀、套筒阀、闸阀)更具有优越性,于是产生了三偏心切断蝶阀、全功能切断阀、硬密封切断球阀。

二、密封面的选择

1、面对面密封:

常见的柱塞阀芯,其密封面为60的小锥面,阀座也是60的小锥面,此小锥面的宽度通 常在0.5mm2mm之间,要密封好就必须保证两个锥面良好接触。但事实上,它始终受到加工 误差的影响(如同心度、不圆度、倾斜度等),其密封效果不十分理想。这类阀的泄漏率通常为 10-4,经过精密的研磨可达10-6,只能达到较好的密封等级。

2、球面密封:

利用阀芯的球面转动与固定的阀座小锥面相切,它们之间为线接触,这就比上述面对面密 封的效果好。华林公司推出的全功能超轻型阀、球面密封蝶阀等就是采用这一思路来制作的,其泄漏率可达10-610-8,高性能的三偏心蝶阀可高达10-8,以至零泄漏。

三、密封材料的选择

1、软密封

除耐腐蚀的衬里阀门外,一般的软密封阀指阀芯或阀座两者之一采用非金属材料(主要为聚四氟乙烯,还有橡胶等)的密封形式的阀。软密封阀密封效果佳,但在 管道安装、系 统的清洗中都有可能留下或多或少不干净的杂物(如焊渣、铁屑等),它们流经调节阀时,容易把软密封阀座或阀芯划伤,使泄漏量增加,密封的可靠性差。所以, 选择软密封结构必 须考虑介质的清洁和投运前严格冲洗管道。

2、硬密封

硬密封再堆焊耐磨合金等是切断阀的佳选择。这种方式在考虑密封性的同时也考虑了 使用寿命和可靠性,虽然出厂指标只有10-610-8,达不到软密封零泄漏的效果,但足以满足严密切断的要求,而且它经久耐用,从经济的角度考虑更合算。

四、密封可靠性的考虑

(1)软密封,切断效果好,但不适宜用于含颗粒介质,一旦划伤,泄漏会急剧增加。因此,条件允许时尽量选用硬密封。全功能超轻型阀硬密封可达10-710-8,三偏心蝶阀可达零 泄漏。

(2)对密封耐磨性的考虑:除选硬密封外,对泄漏要求10-6以上的切断型调节阀,应该(或者说必须)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐冲蚀、耐划伤的能力,提高阀的寿命。

(3)对高温介质的切断调节阀在室温下组装的,在高温下工作,温度变化几度。热膨 胀会改变装配时建立的密封比压。过紧,密封面会卡住,运动时会严重擦伤,拉伤;过松, 密封压不够,两种情况泄漏都会急剧增加。解决的好办法是用弹性阀座来吸收这一变化造 成的差异。通常有三种弹性方案:弹簧式;薄片式柔性金属环;刚柔相济的弹性阀座。 后者好,即有柔性克服热膨胀,又有刚度并堆耐磨合金来提高耐磨面的可靠性。

(4)对含颗粒的冲蚀介质,要考虑阀芯避让开高速介质的直接冲蚀。直行程阀、蝶阀都 不具备这一功能,而全功能超轻型阀偏心旋转具有这一特点。遇此,应选后二种阀。

(5)对于硬密封,必须有足够的硬度差,同一硬度材料互不相让,容易擦伤。

(6)对所配执行机构应增大推力和刚度,使之动作自如。

五、切断阀主要阀型

按上述分析,切断阀的主要阀型如下,选择切断阀应综合考虑泄漏率、介质种类、介质 温度、流量系数等各种参数和性价比。在如下优选秩序中,先考虑硬密封,再考虑软密封。

(1)全功能超轻型调节阀

(2)三偏心金属硬密封蝶阀

(3)双偏心球面密封蝶阀

(4)球阀

(5)偏心旋转阀

(6)单座阀

(7)单座套筒阀

(8)软密封阀

 

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