PDF《高压 差 给水 调节阀的设 计 及应 用》

2

0 1

4 年第

1 期阀门一19一 文章 编号 :

1 0

0 2 ―

5 8

5 5 (

2 0

1 4 )

0 1 -

0 0

1 9 ―

0 3 高压差给水调节 阀的设计及应 用 刘儒亚 .

王建华 , 王晖,刘孝广 ( 杭 州华惠阀门有限公司 , 浙江 杭州

3 1

1 1

2 2 ) 摘要 介绍 了高压差给水调节阀的结构特点、 工作原理和主要部件 的设计 , 从产 品结构、 制作 工艺、 综合性能等方面进行 了对 比分析 , 提 出了高压差给水调节 阀高压差单座 密封结构的设计 思路.关键词 调节 阀;

高压 差;

单座密封 ;

汽蚀 ;

设计 中图分类号 : T H1

3 4 文献标 志码 : A Th e De s i g n a nd App l i c a t i o n o f Hi g h Pr e s s u r e Dr o p Fe e dwa t e r Co n t r o l Va l v e LI U Ru ― y a, W ANG J i a n ― h u a, W ANG Hu i , LI U Xi a o― g u a n g ( H a n g z h o u Wo r l d w i d e s Va l v e C o . , L t d , Ha n g z h o u

3 1

1 1

2 2 , C h i n a ) Abs t r ac t: De f in e s t h e s t r u c t u r e f e a t u r e s , wo r k i n g p r i n c i p l e a n d d e s i gn o f h i g h p r e s s u r e d r o p f e e d ― wa t e r c o n t r o l va l v e s . Gi ve s o ut t h e c o mp a r i s o n f r o m s t ruc t u r e, p r o c e s s , o v e r a l l p e r f o r ma n c e a n a l ys i s a n d S O o n a n d p r o p os e wi t h t he n e w i d e a t o t he de s i g n o f h i g h p r e s s u r e d r o p c o nt ro l v a l v e, wh i c h i s c a l l e d h i g h pr e s s u r e d r o p s i ng l e s e a t s e a l i n g s t r u c t u r e . Su c h c o nt r o l v a l v e ha d be e n g o ne t h r o u g h wi t h ma ny r e a l o p― e r a t i o n s a n d p r o v e d t o b e s t a b l e a n d e x c e l l e n t i n a d j u s t i n g p e r f o r ma n c e . K e y wor ds: c o n t ro l va l v e;

h i g h p r e s s u r e d r o p;

s i n g l e s e a t s e a l ;

c a v i t a t i o n;

d e s i g n l 概述高压差给水调节 阀是广泛用 于电力 、 冶金 、 石化、轻纺、 供热 、 制冷、 造纸和煤化工等工业领域 中减 温减压装置的核心部件之一 , 直接影响减温减压装 置的使用性能 .传统 的给水调节 阀易汽蚀 , 阀 门密 封填料易破损泄漏 的几率 比较大 , 出现喷水 孑L堵塞 的现象 .同时, 对于大变工况条件 的增加和复杂工 艺参数的使用要求 , 减温减压装置在调节性能和安 全性能方面常会 出现一些问题.高压差单座密封给 水调节 阀在结构、 加工工艺 、 可靠性和降低成本等方 面都有很大的改进和完善 , 满足 了大变工况 和复杂 工艺参数的要求 .

2 结构 特点高压差单座密封给水调节阀 ( 图1)由阀体 、 阀盖、阀座 、 阀杆 、 压套 、 填料 、 隔环和电液执行机构等 组成 .阀门的开启 、 调节或关闭是通过压力变送器 和调节器 , 再 由执行机构操纵 , 带动 阀杆 , 使 阀杆在 阀座内上下运动 , 改变介质的流通面积来改变流量. 给水 由进水管进入 阀门上腔.当阀杆上下移动时 , 使给水经过流线型锥体通道 , 向下运行 , 进入上 、 中、 下阀座腔 内.通过 阀杆 调节其在 阀座 内的相对位 置,控制锥体流通面积 , 以改变介质流通面积达到调 节 流量 的 目的 . 高压差单座密封 给水调节阀的阀体为锻件 , 单 座密封结构如图 2所示.阀杆与 阀座间锥面密封 , 阀杆在结构尺寸设计上采用流线型 , 使给水 在流动 过程 中走 圆滑路线.该阀密封面堆焊 C o C r 硬质合 金,耐冲刷 、 耐腐蚀 , 阀杆通过不 同方式可方便 的实 现等百分 比和线性等调节特性.为避免填料受力不 均匀 , 发生泄漏现象 , 填料中间设置填料隔环.为防 止压套旋转 、 影响给水流量 , 阀盖上设 置防转螺钉. 为防止密封填料破碎 、 流入给水管道 内造成减温减 压装置的喷嘴堵塞 , 压套和上阀座 、 下阀座与阀体采 用嵌入式 ( 图3).在高压差情 况下 , 由于容易产生 气蚀现象 , 采用多级调节结构 , 以消除因汽蚀而破坏 阀门的隐患. 作者简介 : 刘儒亚 (

1 9

7 1 一) , 男,工程师 , 主要从事压力管道及 阀门的产 品设计开发. 阀门2014年第1 期1.下阀座

2 .中阀座

3 . 填料 隔环

4 . 填料压套

5 .电液执行机构

6 .防转螺钉

7 .填料

8 .阀杆

9 .阀盖

1 0 .压套

1 1 .密封填料

1 2 .上 阀座

1 3 .阀体 图1高压差单座密封给水调节 阀 阀体、 阀杆和阀座是此阀门的关键部件 , 其密封 面的质量将直接影响阀门的整体性能.传统 的阀门 结构为单座单导向 , 加工方法不甚合理.其工艺方 法为阀体中阀本体与阀座组 焊, 至使 阀杆 与变形 的 阀座配合时 , 间隙比较大 , 密封填料变形后一部分易 冲刷进入阀内腔 中.现把工艺方法改为阀门为单座 双导向结构 , 压套与下阀座采用嵌人式 , 阀杆与阀座 直接配合密封 , 以达到零泄漏的效果.

1 .中阀座

2 .阀体

3 .下阀座

4 .密封填料 图3阀体 、 下 阀座密封结构 高压液体流经节流孔 时, 阀座相 当于节 流孔板 ( 图4),静压能与动压能相互转换 , 流速 的增 加导致 压力降低.当压力降低至等于或低于该液体在入 口 温度下的汽化压力 P 、 , 时,液体 中的气 核 即膨胀而 形成汽泡.流过节流面后 , 在宽敞的下游 流道 中流 速下降, 压力回升.当压 力 回升 至P时,并≥P 、 , 时, 汽泡溃裂 , 这即是汽化过程 .汽泡溃裂 时, 释放 出巨大的能量 , 对 阀座 、 阀瓣等节流元件产生破坏即 汽蚀 .汽蚀的破坏力很 大, 一般的阀门在 汽化条件 下,运行一定时间后即遭受严重汽蚀 , 致使阀座泄漏 量高达额定流量 的30%以上 , 调节阀完全丧失调节 控 制功 能.汽蚀与压差有关 , 当阀的实际压差 尸大 于产 生汽化 的临界压差 AP 时, 并在 出 口压力 P ≥P 、 , 时, 产生汽化.由此 , 将阀的总压差用分级降压的方 法,使每一级压差 AP ,