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淺談調節閥選型

2021-12-17 14:43:03 113

通常在工程中對調節閥流向的要求有 3 種:① 對流向不作要求,如球閥、普通蝶閥的流動;② 對流向有嚴格的要求,規定后一般不能變動,如三通閥、文丘里角閥、雙密封帶平衡孔的套筒閥;③ 根據工藝條件,使用者自己選擇合理的流向,如單座閥、角形閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥、小流量調節閥等。針對第 ③ 種情況閥流向的確定,工程中存在誤區,如角型閥,一般認為介質流為底進側出。針對這一誤區,文章作了一些分析。

1 流向對調節閥工作性能的影響

介質流向的改變,使前后壓力對換,導致不平衡力的作用效果發生了改變。同時介質對閥芯的擾流方向改變,使流向發生變化,導致流體的阻力不同。

1.1 Fl 作用方向改變時調節閥工作性能的影響

對于ds<dg的調節閥,流向的改變,可引起 Fl 作用方向的改變,影響如下:

(l)對穩定性的影響:“-”Fl 時閥穩定;“+”Fl 時閥穩定差。

(2)對閥芯密封性的影響:“-”Fl 時,閥芯密封力 F0=F-Fl,密封力小,密封性能差;“+”Fl 時,不平衡力本身是將閥芯壓閉的,增加了密封比壓,所以密封性能好。

(3)對許用壓力、許用壓差的影響:流向的改變,使閥桿端壓力為 P1(流閉型)或 P2(流開型),前者不平衡力比后者小,使許用壓力、許用壓差改變,P1 只在閥桿端比 P2 在閥桿端大(ds<dg 時)。在同樣閥芯裝配上,流閉型的許用壓力、許用壓差較流開型大(ds≤dg,因其輸出力大)。

1.2 流體阻力改變時調節閥工作性能的影響

從流體力學分析,可知流閉型限力比流開型小,原因在于流閉型產生的渦流區遠小于流開型產生的渦流區,因此流閉型的阻力小于流開型的阻力,導致流閉型的流量系數比流開型大。另外,因這一判別主要發生在大開度上,它可以補償 S 值影響,也就是說,流閉型大開度流量增加,適當地減小廠特性曲線的畸變。

1.3 流動方向改變對調節閥使用壽命的彩響

介質流動方向的改變,直接改變了介質對調節的閥芯和閥座的沖刷和氣蝕作用。對流開型而言,介質從閥芯尖的一頭往大的一端流動,沖刷和氣蝕直接作用在密封面上,且當介質流過節流口后,流速會突然減慢,壓力急劇回升,因此氣蝕作用強,致使密封面很快被破壞,故流開型使用壽命短,見圖 1(a) 所示。對流閉型,與上述情況相反,氣蝕和沖刷主要作用在密封面下面。同時,介質需要流經閥座后才突然擴大使壓力回升。因此,在流經閥座通道過程中,相當于逐步擴大,壓力恢復慢,減少了氣蝕的破壞。故流閉型使用壽命長,見圖 l(b) 所示。

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圖 1 調節閥的兩種流動形式

1.4 不同流向時調節間“自凈”性能的影響

角形調節閥選流閉型時,介質側進底出,有沖刷和“清洗”的作用,故具有較好的“自凈”作用;而流開型,介質底進側出,介質中的沉淀物易堆積在上溶腔死區內,造成堵塞現象,故“自潔”作用較差。所以在易堵塞場合下選用流閉型的調節悶比較合理。

2 調節閣流向的選擇原則

綜合流向對調節閥工作性能的影響,列于《表 1》,作為調節閥流向選擇的依據之一。從《表 1》可以看出,兩種流向各有利弊,因此實際選擇時,應具體問題具體分析,根據實際情況來選擇。

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3 結論

由此得出,工程中調節閥的流向選擇,要根據實際情況選擇最為合理的介質流向。

文中符號說明:

P1——閥前壓力;

P2——閥后壓力;

FL——壓力恢復系數;

Ae——膜片有效面積;

ds——閥桿直徑;

dg一閥座直徑;

Pr——彈簧的臨界壓力;

S——壓降分配比;

Fl——閥關閉時閥芯所受的不平衡力;

“-”——表示不平衡力的作用方向是將閥芯頂開的;

“+”——表示不平衡力的作用方向是將閥芯壓閉的。

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