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新型帶先導(dǎo)球閥的截止閥的原理與性能
點擊次數(shù)：342 發(fā)布時間：2010-6-22
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(yīng)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。因此研制了新型帶先導(dǎo)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(dǎo)球閥的截止閥有手動控制和電動控制兩種類型。手動帶先導(dǎo)球閥的截止閥由閥體、閥瓣、閥蓋、導(dǎo)向套、密封圈、彈簧和導(dǎo)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(dǎo)流管的內(nèi)徑，閥瓣上部有壓環(huán)。
帶先導(dǎo)球閥的截止閥無手輪、閥桿和內(nèi)升降螺母，將導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽改為導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)控制的手動球閥用 3 ～ 5V 直流電機驅(qū)動即可。
3、工作原理
由伯努利方程可知，當(dāng)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(yīng)的流體壓力會下降。帶先導(dǎo)球閥的截止閥即為一種壓差閥門，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(dǎo)閥門的初始狀態(tài)為關(guān)閉，導(dǎo)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(dāng)打開先導(dǎo)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(dǎo)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(dāng)關(guān)閉先導(dǎo)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(fù)，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，帶先導(dǎo)球閥的截止閥開啟時間 10 ～ 15s，關(guān)閉時間 10 ～ 20s，開啟壓力 0.01 MPa，對于電動控制閥門，利用先導(dǎo)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
帶先導(dǎo)球閥的截止閥是一種新型的截止閥。其核心技術(shù)是合理確定其導(dǎo)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(dǎo)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。