新型帶先導球閥的截止閥的原理與性能
1、概述
目前,國內的(de)(de)(de)截止(zhi)閥(fa)(fa)大(da)多(duo)采用(yong)手輪(lun)(lun)或(huo)(huo)電動(dong)(dong)裝置驅動(dong)(dong)。采用(yong)手輪(lun)(lun)驅動(dong)(dong)截止(zhi)閥(fa)(fa)開(kai)(kai)啟(qi)或(huo)(huo)關閉時,動(dong)(dong)作(zuo)緩慢,勞動(dong)(dong)強度大(da),自(zi)動(dong)(dong)化程(cheng)度低(di),不(bu)利于閥(fa)(fa)門的(de)(de)(de)集成(cheng)控制,且(qie)易造成(cheng)由于誤(wu)操作(zuo)引起(qi)的(de)(de)(de)安全(quan)事(shi)故。采用(yong)普(pu)通電動(dong)(dong)裝置開(kai)(kai)啟(qi)和關閉截止(zhi)閥(fa)(fa)時,機構龐大(da),能(neng)耗大(da),成(cheng)本高(gao),應用(yong)在輸油或(huo)(huo)化工(gong)易燃易爆流(liu)體的(de)(de)(de)管路上(shang)時,不(bu)便維修(xiu)且(qie)存在事(shi)故隱(yin)患(huan)。因此研制了新型(xing)帶先(xian)導(dao)球閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)截止(zhi)閥(fa)(fa)。該(gai)閥(fa)(fa)能(neng)夠達到普(pu)通截止(zhi)閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)基本功能(neng),具有操作(zuo)靈活省力(li)、精度高(gao)、動(dong)(dong)作(zuo)快、不(bu)銹蝕(shi)、安裝簡單(dan)、使用(yong)壽命長和維護方便等優點。
2、閥門結構
帶先(xian)導(dao)(dao)球閥(fa)(fa)(fa)的(de)截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)有(you)手(shou)動控制(zhi)和(he)電(dian)動控制(zhi)兩種類型(xing)。手(shou)動帶先(xian)導(dao)(dao)球閥(fa)(fa)(fa)的(de)截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)(圖1)由(you)閥(fa)(fa)(fa)體(ti)、閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)(ban)(ban)、閥(fa)(fa)(fa)蓋、導(dao)(dao)向套(tao)、密(mi)封圈、彈簧和(he)導(dao)(dao)流管(guan)等(deng)零部件組成。閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)(ban)(ban)呈直圓筒形(xing),閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)(ban)(ban)底部有(you)底孔,閥(fa)(fa)(fa)體(ti)下部設(she)有(you)排污孔,該孔安裝有(you)密(mi)封螺母。閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)(ban)(ban)底孔的(de)孔徑小于導(dao)(dao)流管(guan)的(de)內(nei)徑,閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)(ban)(ban)上部有(you)壓環(huan)。
帶先導球閥(fa)的(de)(de)截(jie)止(zhi)閥(fa)無手輪、閥(fa)桿和(he)內升(sheng)降螺母(mu),將導向塊與導向槽(cao)改為(wei)導向套(tao),將盤(pan)形(xing)閥(fa)瓣改為(wei)類缽體(ti)形(xing)閥(fa)瓣,并在(zai)底(di)部開閥(fa)瓣孔,將閥(fa)蓋原閥(fa)桿孔改為(wei)導流(liu)(liu)(liu)孔,因增(zeng)加壓環、密(mi)封圈(quan)(quan)和(he)將閥(fa)瓣改為(wei)類缽體(ti),使上(shang)通流(liu)(liu)(liu)腔(qiang)(qiang)(qiang)分隔為(wei)上(shang)腔(qiang)(qiang)(qiang)、外腔(qiang)(qiang)(qiang)、內腔(qiang)(qiang)(qiang),在(zai)上(shang)腔(qiang)(qiang)(qiang)與外腔(qiang)(qiang)(qiang)的(de)(de)外部加設(she)有導流(liu)(liu)(liu)管與不銹鋼手動(dong)球閥(fa),在(zai)蓋板與閥(fa)瓣底(di)的(de)(de)中(zhong)心部加設(she)彈簧,閥(fa)瓣上(shang)部加設(she)壓緊(jin)密(mi)封圈(quan)(quan)的(de)(de)壓環,在(zai)外腔(qiang)(qiang)(qiang)的(de)(de)壁上(shang)開有放(fang)水孔。對于電動(dong)控(kong)制的(de)(de)截(jie)止(zhi)閥(fa),只(zhi)需將先導控(kong)制的(de)(de)手動(dong)球閥(fa)用3～5V直流(liu)(liu)(liu)電機驅(qu)動(dong)即可。
3、工作(zuo)原理(li)
由伯努利(li)方(fang)程(cheng)可知(zhi),當流(liu)體流(liu)動(dong)斷面發(fa)生變化時,包括斷面收縮(suo)和擴張等,流(liu)體會產生流(liu)動(dong)阻力,相應的(de)流(liu)體壓力會下(xia)降。帶先導球閥(fa)的(de)截止(zhi)閥(fa)即為(wei)一種(zhong)壓差閥(fa)門,利(li)用(yong)介(jie)質自身(shen)的(de)壓力為(wei)動(dong)力、利(li)用(yong)壓差推動(dong)閥(fa)瓣(ban)完(wan)成閥(fa)瓣(ban)的(de)啟(qi)閉,使得(de)采用(yong)較小的(de)啟(qi)閉閥(fa)完(wan)成相對大閥(fa)門的(de)啟(qi)閉。
假定先導閥(fa)門的初始狀態(tai)為關閉,導流管不通。由于(yu)閥(fa)瓣底(di)部(bu)與(yu)進(jin)(jin)口相通,此(ci)時進(jin)(jin)口壓力(li)(li)和閥(fa)瓣內(nei)壓力(li)(li)一致,則閥(fa)瓣在自(zi)重以及彈簧力(li)(li)的作用下下落與(yu)閥(fa)座閉合,截止閥(fa)處在關閉狀態(tai)。
當打開(kai)先(xian)導閥(fa)(fa)門(men),閥(fa)(fa)瓣(ban)與出口(kou)相(xiang)通,水外流(liu),此(ci)時上(shang)部水壓(ya)(ya)下降(兩(liang)者壓(ya)(ya)力(li)相(xiang)等,均(jun)為P2),由(you)于(yu)(yu)進(jin)口(kou)壓(ya)(ya)力(li)P1與出口(kou)壓(ya)(ya)力(li)P2存在壓(ya)(ya)力(li)差(cha),則(ze)進(jin)口(kou)壓(ya)(ya)力(li)P1將閥(fa)(fa)瓣(ban)頂起,打開(kai)閥(fa)(fa)門(men)。由(you)于(yu)(yu)導流(liu)管直徑大于(yu)(yu)底(di)孔的(de)(de)(de)孔徑,因此(ci),即使有閥(fa)(fa)瓣(ban)底(di)孔的(de)(de)(de)存在,進(jin)口(kou)管的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)P1始終大于(yu)(yu)閥(fa)(fa)瓣(ban)內(nei)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(抵消閥(fa)(fa)瓣(ban)自重和彈簧(huang)力(li)的(de)(de)(de)作用),因而(er)(er)閥(fa)(fa)瓣(ban)不會(hui)下落,而(er)(er)保持全通開(kai)啟,從而(er)(er)保證最大通量的(de)(de)(de)流(liu)體通過。
當關(guan)閉(bi)先(xian)導閥(fa)(fa)(fa)門,閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)與出口(kou)(kou)斷開。經過(guo)一定時(shi)間(jian)后,流入(ru)進口(kou)(kou)的(de)水(shui)經閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)底孔注入(ru)閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)的(de)內腔,至兩者壓力(li)(li)平(ping)衡(heng)時(shi),在閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)重力(li)(li)及彈(dan)簧(huang)力(li)(li)作(zuo)用(yong)下,閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)再次(ci)與閥(fa)(fa)(fa)座閉(bi)合,閥(fa)(fa)(fa)門關(guan)閉(bi)。需(xu)要放水(shui)時(shi),可以通(tong)過(guo)閥(fa)(fa)(fa)體上的(de)放水(shui)孔將水(shui)排放干凈,從而保證水(shui)不結冰,閥(fa)(fa)(fa)門不生銹。如此循(xun)環往(wang)復,即可實現閥(fa)(fa)(fa)門的(de)關(guan)閉(bi)和(he)開啟。
4、性能測(ce)試(shi)
通過試驗測試,帶(dai)先導球閥(fa)(fa)(fa)的(de)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)開啟時(shi)間10～15s,關閉時(shi)間10～20s,開啟壓力(li)0.01MPa,對(dui)于電(dian)(dian)動控(kong)制閥(fa)(fa)(fa)門(men),利用先導技術,以(yi)3～5V直流電(dian)(dian)機可以(yi)實(shi)現(xian)閥(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)開啟和關閉,其電(dian)(dian)耗約為普(pu)通電(dian)(dian)控(kong)閥(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)2%。該閥(fa)(fa)(fa)具有結構緊湊,密封性能好,操作省力(li),維護方(fang)便的(de)特點。
5、結語
帶先導球(qiu)閥的(de)(de)截(jie)止(zhi)閥是(shi)一種新(xin)型(xing)的(de)(de)截(jie)止(zhi)閥。其核心技術是(shi)合理確定其導流管直徑與閥瓣底孔(kong)孔(kong)徑的(de)(de)比值(zhi),該比值(zhi)決定了閥瓣的(de)(de)動作性(xing)能(neng)和(he)動作能(neng)耗。若(ruo)比值(zhi)遠大于(yu)1,則配置的(de)(de)先導球(qiu)閥規格(ge)就(jiu)(jiu)大,驅動能(neng)耗就(jiu)(jiu)會上升(sheng)。若(ruo)比值(zhi)等(deng)于(yu)或小于(yu)1,則閥門不能(neng)維持(chi)開(kai)(kai)啟(qi)(qi)狀態。同時(shi)(shi),可(ke)以利用調整閥瓣的(de)(de)自重(zhong)、彈簧的(de)(de)彈力(li)以及閥瓣的(de)(de)底孔(kong)大小來確定閥門的(de)(de)開(kai)(kai)啟(qi)(qi)壓力(li)和(he)啟(qi)(qi)閉時(shi)(shi)間(jian)。
