先導球閥的截止閥

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1、概述  

    目前,國內(nèi)的截止閥大多采用手輪或電動裝置驅(qū)動。采用手輪驅(qū)動截止閥開啟或關(guān)閉時,動作緩慢,勞動強度大,自動化程度低,不利于閥門的集成控制,且易造成由于誤操作引起的安全事故。采用普通電動裝置開啟和關(guān)閉截止閥時,機構(gòu)龐大,能耗大,成本高,應用在輸油或化工易燃易爆流體的管路上時,不便維修且存在事故隱患。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調(diào)節(jié)閥,氣動調(diào)節(jié)閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。因此研制了新型帶先導球閥的截止閥。該閥能夠達到普通截止閥的基本功能,具有操作靈活省力、精度高、動作快、不銹蝕、安裝簡單、使用壽命長和維護方便等優(yōu)點。  

    2、閥門結(jié)構(gòu)  

    帶先導球閥的截止閥有手動控制和電動控制兩種類型。手動帶(圖1)由閥體、閥瓣、閥蓋、導向套、密封圈、彈簧和導流管等零部件組成。閥瓣呈直圓筒形,閥瓣底部有底孔,閥體下部設(shè)有排污孔,該孔安裝有密封螺母。閥瓣底孔的孔徑小于導流管的內(nèi)徑,閥瓣上部有壓環(huán)。  

    帶無手輪、閥桿和內(nèi)升降螺母,將導向塊與導向槽改為導向套,將盤形閥瓣改為類缽體形閥瓣,并在底部開閥瓣孔,將閥蓋原閥桿孔改為導流孔,因增加壓環(huán)、密封圈和將閥瓣改為類缽體,使上通流腔分隔為上腔、外腔、內(nèi)腔,在上腔與外腔的外部加設(shè)有導流管與不銹鋼手動球閥,在蓋板與閥瓣底的中心部加設(shè)彈簧,閥瓣上部加設(shè)壓緊密封圈的壓環(huán),在外腔的壁上開有放水孔。對于電動控制的截止閥,只需將先導控制的手動球閥用3～5V直流電機驅(qū)動即可。 

圖1  帶
1.閥體2.導向套3.密封圈4.閥蓋5.手動球閥6.彈簧7.閥瓣8.排污閥9.球閥手柄10.導流管
    3、工作原理  

    由伯努利方程可知,當流體流動斷面發(fā)生變化時,包括斷面收縮和擴張等,流體會產(chǎn)生流動阻力,相應的流體壓力會下降。帶即為一種壓差閥門,利用介質(zhì)自身的壓力為動力、利用壓差推動閥瓣完成閥瓣的啟閉,使得采用較小的啟閉閥完成相對大閥門的啟閉。  

    假定先導閥門的初始狀態(tài)為關(guān)閉,導流管不通。由于閥瓣底部與進口相通,此時進口壓力和閥瓣內(nèi)壓力一致,則閥瓣在自重以及彈簧力的作用下下落與閥座閉合,截止閥處在關(guān)閉狀態(tài)。  

    當打開先導閥門,閥瓣與出口相通,水外流,此時上部水壓下降(兩者壓力相等,均為P2),由于進口壓力P1與出口壓力P2存在壓力差,則進口壓力P1將閥瓣頂起,打開閥門。由于導流管直徑大于底孔的孔徑,因此,即使有閥瓣底孔的存在,進口管的壓力P1始終大于閥瓣內(nèi)的壓力(抵消閥瓣自重和彈簧力的作用),因而閥瓣不會下落,而保持全通開啟,從而保證zui大通量的流體通過。  

    當關(guān)閉先導閥門,閥瓣與出口斷開。經(jīng)過一定時間后,流入進口的水經(jīng)閥瓣底孔注入閥瓣的內(nèi)腔,至兩者壓力平衡時,在閥瓣重力及彈簧力作用下,閥瓣再次與閥座閉合,閥門關(guān)閉。需要放水時,可以通過閥體上的放水孔將水排放干凈,從而保證水不結(jié)冰,閥門不生銹。如此循環(huán)往復,即可實現(xiàn)閥門的關(guān)閉和開啟。  

    4、性能測試  

    通過試驗測試,帶開啟時間10～15s,關(guān)閉時間10～20s,開啟壓力0.01MPa,對于電動控制閥門,利用先導技術(shù),以3～5V直流電機可以實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,其電耗約為普通電控閥門的2%。該閥具有結(jié)構(gòu)緊湊,密封性能好,操作省力,維護方便的特點。  

    5、結(jié)語  

    帶是一種新型的截止閥。其核心技術(shù)是合理確定其導流管直徑與閥瓣底孔孔徑的比值,該比值決定了閥瓣的動作性能和動作能耗。若比值遠大于1,則配置的先導球閥規(guī)格就大,驅(qū)動能耗就會上升。若比值等于或小于1,則閥門不能維持開啟狀態(tài)。同時,可以利用調(diào)整閥瓣的自重、彈簧的彈力以及閥瓣的底孔大小來確定閥門的開啟壓力和啟閉時間。  與本文相關(guān)的論文有：礦山電動插板閥

    參考文獻：  

    〔1〕陸培文.實用閥門設(shè)計手冊〔M〕.北京:機械工業(yè)出版社,2002.  

    〔2〕王秀蘭,關(guān)正亞.截止閥傳動裝置與結(jié)構(gòu)改進〔J〕.輕工機械,1996(3):69-70.  

    〔3〕楊源泉.閥門設(shè)計手冊〔M〕.北京:機械工業(yè)出版社,1992.  

    〔4〕武萬才.介質(zhì)開動的新型截止閥〔J〕.發(fā)電設(shè)備,1998(1).  

    〔5〕王德洪.帶先導電控球閥的截止閥〔P〕.中國:200710004645.2,2007-01-13.  

    〔6〕蔡仁良,顧伯勤,宋鵬云.過程裝備密封技術(shù)〔M〕.北京:化學工業(yè)出版社,2006.135-147.  

    〔7〕黃衛(wèi)星,陳文梅.工程流體力學〔M〕.北京:化學工業(yè)出版社,2001.60-65.  

    〔8〕陳潤泰,許琨.檢測技術(shù)與智能儀表〔M〕.長沙:中南工業(yè)大學出版社,2005.