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旋转式调节阀讲解
2012-10-27 10:24:48
 

        分为“旋转”类的阀门,近年来其应用显著增加。各种类型的旋转阀都有其优缺点。优点是重量轻、结构简单,Cv值较高、填料可靠无摩擦而且起始价格低。它们一般不适用于口径小于1~2英寸的场合。压降等级是有限制的,特别是对于较大的口径,要设计操作轴来承受相当大的侧向推力,侧向推力在往复式阀杆的阀门是不会产生的。通过下面对一些基本结构的讨论更能详细说明这些观点。

        蝶阀是用于控制的最普通的旋转阀,如图17所示。典型的应用范围是口径从2英寸到36英寸或者更大,适用于低压、中压或者在极少数情况下,用于高静压大流量但压差是有限制的。

        节流用的标准蝶阀,开度极限为60°,形成的Cv值约为18d2。对全金属结构,在关闭位置时阀板和阀体间隙形成的泄漏量,一般相当于双座阀的泄漏量(Cv额定值的0.5%)。采用了许多减少泄漏量的改进设计,包括用斜阀座密封,用阀板环。由于阀体结构简单,便于采用弹性衬垫,在这种衬垫材料的温度极限之内就能够严密关闭。典型的衬里材料有氯丁橡胶和丁晴橡胶,在高温和特殊的化工操作条件下用氟橡胶A。执行机构力的大小由两个因素来综合确定:一个是由于压差作用在轴上产生的侧向推力所引起的摩擦力;另一个是由阀板周围流体引起的动力矩。动力矩的作用使阀板趋向关闭,对一般的设计,在开度70o左右时达到最大。

        在最近介绍的设计中,利用图18、图19所示的特殊形状的阀板来减小动力矩,并允许有90o转角的操作,以增加某些装置的能力。另一个改进的结构包括:用一个偏心安装的阀板,例如,在严密关闭的低温流体中,采用了聚四氟乙烯或聚三氟乙烯密封垫,密封垫可以装在阀体内,也可以装在阀板周围。

        最常见的阀体结构是无法兰“圆片”式结构,管道法兰之间用螺栓连接,如图17所示。

        阀体的压力等级采用ANSI标准,但在关闭位置和60。开庭位置时,阀门也规定最大的压差值。

        旋转轴和它的支承是保证蝶阀顺利操作的一个重要因素。轴承材料有用于低温低压和中温中压的增强聚四氟乙烯,也有温度1000oF以上仍能很好使用的硬表面合金制品。多少年来,都规定用外伸轴承几乎没有例外。这些轴承安装在旋转式填料函的外面,不和工艺流体相接触。这就简化了轴承的结构,但形成了填料的偏心载荷。最近己有内装轴承的趋势,由于可以使用抗磨损和耐腐蚀的材料,现在这样做是有效果的。

        适当地选用蝶阀,一般口径在4英寸或更大,呈现出简单、成本低、重量轻、占地少的优点,还有良好的流量控制特性。在中温、中压的场合,弹性衬里阀门有严密关闭的优点。在选阀时必须考虑到:由于压力恢复系数(FL)低,液体流动时,有气蚀的可能性;用于液体由于关闭迅速,有水锤破坏的可能性;还有在计算阀容量时对异径管影响的补偿,因为基本的Cv值大。

        偏心旋转阀    偏心旋转阀是最近才使用的一种有价值的阀,如图21所表示。它的使用尺寸从1英寸到12英寸,压力等级高达ANSI规定的600磅。正常的角行程为50°,得到的固有流量特性基本是线性的,Cv值和现在的高流通能力的套筒阀相似。阀芯球面的偏心旋转运动减小了所要求的操作力矩,安装在流开或流闭的情况都能够稳定的操作。阀座密封可靠而且消除了象球阀那样的滑动密封摩擦。由于阀芯支撑臂的挠性作用,补偿了一些不对中性,用较小的作用力就能得到严密关闭。

        采用无法兰结构使重量减轻,只需要单独加工阀体,并使压力等级高达ANSI标准规定的600磅。使用一个不太长的普通长颈型上阀盖就扩大了标准的温度范围,从-320°F到750°F。和别的阀体组件相比,这种阀要求有行程特别长的、带压缩弹簧及卷动膜片的执行机构。和别的不锈钢阀体不同,这种阀不做任何修改就能满足大部分过程控制的要求。


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