上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)(集團)有限公司
摘要:文章就工程上調節閥流向的選擇存在的誤區這一問(wèn)題作了較詳細的分析和解釋。
關(guān)鍵詞:調節閥;流向選擇;分析
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(dòng);② 對流向有嚴格的要求,規定后一般不能變動(dòng),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(wú)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(zhì)流為底進(jìn)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(zhì)流向的改變,使調節閥前后壓力對換,導致不平衡力的作用效果發(fā)生了改變。同時(shí)介質(zhì)對閥芯的擾流方向改變,使流向發(fā)生變化,導致流體的阻力不同。
1.1 Fl 作用方向改變時(shí)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(shí)閥穩定;“+”Fl 時(shí)閥穩定差。
(2)對閥芯密封性的影響:“-”Fl 時(shí),閥芯密封力 F0=F-Fl,密封力小,密封性能差;“+”Fl 時(shí),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(kāi)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(shí))。在同樣閥芯裝配上,流閉型的許用壓力、許用壓差較流開(kāi)型大(ds≤dg,因其輸出力大)。
1.2 流體阻力改變時(shí)調節閥工作性能的影響
從流體力學(xué)分析,可知流閉型限力比流開(kāi)型小,原因在于流閉型產(chǎn)生的渦流區遠小于流開(kāi)型產(chǎn)生的渦流區,因此流閉型的阻力小于流開(kāi)型的阻力,導致流閉型的流量系數比流開(kāi)型大。另外,因這一判別主要發(fā)生在大開(kāi)度上,它可以補償 S 值影響,也就是說(shuō),流閉型大開(kāi)度流量增加,適當地減小廠(chǎng)特性曲線(xiàn)的畸變。
1.3 流動(dòng)方向改變對調節閥使用壽命的彩響
介質(zhì)流動(dòng)方向的改變,直接改變了介質(zhì)對調節的閥芯和閥座的沖刷和氣蝕作用。對流開(kāi)型而言,介質(zhì)從閥芯尖的一頭往大的一端流動(dòng),沖刷和氣蝕直接作用在密封面上,且當介質(zhì)流過(guò)節流口后,流速會(huì )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(kāi)型使用壽命短,見(jiàn)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(shí),介質(zhì)需要流經(jīng)閥座后才突然擴大使壓力回升。因此,在流經(jīng)閥座通道過(guò)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(cháng),見(jiàn)圖 l(b) 所示。
圖 1 調節閥的兩種流動(dòng)形式
1.4 不同流向時(shí)調節間“自?xún)?rdquo;性能的影響
角形調節閥選流閉型時(shí),介質(zhì)側進(jìn)底出,有沖刷和“清洗”的作用,故具有較好的“自?xún)?rdquo;作用;而流開(kāi)型,介質(zhì)底進(jìn)側出,介質(zhì)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(chǎng)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(shí)際選擇時(shí),應具體問(wèn)題具體分析,根據實(shí)際情況來(lái)選擇。
3 結論
由此得出,工程中調節閥的流向選擇,要根據實(shí)際情況選擇最為合理的介質(zhì)流向。
文中符號說(shuō)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(guān)閉時(shí)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(kāi)的;
“+”——表示不平衡力的作用方向是將閥芯壓閉的。