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閥門知識

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截止閥結構特點

發布時間:2015-07-20    關注次數:

截止閥結構特點

(1)優點和不足

①優點

a、與閘閥比較,截止閥結構較簡單,通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面,密封面積小、節省貴重材料、成本低,因而制造工藝性比較好,便于維修。

b、密封面磨損及擦傷較輕,密封性好。啟閉時閥瓣與閥體密封面之間無相對滑動(錐形密封面除外),因而磨損與擦傷均不嚴重,密封性能好,使用壽命長。

c、開啟高度小,一般僅為閥座通道直徑的1/4,結構緊湊,節省安裝控件。

②缺點

a、結構長度較大。

b、啟閉力矩大,啟閉費力。關閉時,因為閥瓣運動方向與介質壓力作用方向相反,必須克服介質的作用力,所以啟閉力矩大。

c、流阻大。閥體內介質通道比較曲折,流動阻力大,動力消耗大,特別是在液壓裝置中,這種壓力損失尤為明顯。在各類截斷閥中截止閥的流阻最大。

d、介質流動方向受限制。介質流經截止閥時,在閥座通道處只能是從下向上或從上向下流動,所以介質只能單方向流動,不能改變流動方向。

e、在閥門關閉時,密封面間可能會夾住流體介質中固體顆粒。

f、安裝不便。

(2)操作特點

截止閥的密封形式為強制密封,在閥門關閉時必須向閥瓣施加足夠的力,達到密封必須比壓以上,才能實現密封。由于密封力和介質壓力是在同一軸線上,當介質由閥瓣下部進入(低進高出)時,由于介質壓力和密封力方向相反,閥門關閉力矩遠遠大于開啟力矩,閥桿承受的最大應力為壓應力,所以必須具有足夠的強度和剛性,否則閥桿會產生撓性變形。正因如此,當截止閥口徑規格大于DN150(NPS6)時,為了減小閥門操作力矩從而減小閥桿直徑,通常將戒指流向改由閥瓣上部進入(高進低出),此時介質壓力與密封力方向相同,在介質壓力作用下,閥門更容易實現密封,關閉力矩變小,開啟力矩增大,閥桿承受的最大應力為拉應力,此時閥桿直徑可相應減小。

截止閥開啟時,閥瓣的開啟高度達到閥門公稱尺寸的25%-30%時,流量即已達到最大,即表明閥門已達到全開位置,所以截止閥的全開位置應該按閥瓣的行程來確定。

截止閥關閉時和再次開啟的情況與強制密封閘閥相似,即閥門關閉后,要在密封面上施加足夠操作力以實現密封。因此,閥門的關閉力矩應在操作力矩的基礎上增加到規定值來確定。而閥門再次開啟時,由于要克服靜摩擦和熱膨脹等因素的影響,閥門開啟力矩通常要比關閉力矩還要打,才能可靠地開啟閥門,因此在設計時應予以考慮。

為了減小啟閉閥門中形成的高沖擊壓力,截止閥操作時要緩慢,在某種意義上說,要產生于流量速度相一致的變化率。

截止閥的操作力矩呈現一下特性。

①“低進高出”時,閥門由全開位置開始關閉的階段,操作力所需克服的阻力是閥桿和填料的摩擦阻力和介質壓力在閥瓣截面上(軸向)造成的推力,隨著閥瓣的下降,流體在閥瓣前后形成壓差,阻止閥瓣下降,而且這個阻力會隨著閥瓣的下降而迅速增大,隨著閥門完全關閉,閥桿施加強制的密封力,閥瓣前后壓差達到介質工作壓力的最大值,此時閥桿承受最大關閉力矩。在閥門開啟過程中,介質壓力或閥瓣前后壓差形成的推力與閥門開啟方向相同,但應該指出的是,在開啟瞬間,因為要克服密封面間較大的靜摩擦力矩,此時的開啟操作力矩有可能還會超過關閉力矩。

②“高進低出”時,閥門由全開位置開始關閉的截斷,操作力所需克服阻力仍是上述兩個力,隨著閥瓣的下降,流體在閥瓣前后的壓差直到閥門關閉時都是有利于閥門關閉的。閥門開啟時的情況恰好相反,由于介質壓力和閥瓣前后壓差所造成的推力都與閥門開啟方向相反,所以閥門開啟過程所需的操作力矩比關閉力矩要大得多。

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