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      在选择合适的阀门时应考虑的4个因素

      来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2019-10-15 09:30:02

            考虑多种因素以使阀门与应用相匹配,阀门具有与液体和气体有关的各种功能-打开或关闭流量,控制流量,防止倒流或倒流以及调节和释放压力。根据关闭构件的作用,阀门分为两种一般的分类-线性(例如闸阀)或旋转(例如球阀)。它们也按其闭合件的形状进行分类(例如,浇口,球形,蝶形,球形,塞形和隔膜形)。选择主要取决于应用以及压力和温度条件。此外,某些服务(例如处理易燃材料的服务)可能要求阀门具有防火安全性或批准用于消防用途。一些阀门是手动驱动的。阀门位于机械组件中的远程位置,需要频繁操作或必须自动响应设备需求(例如,防止涡轮压缩机喘振),或控制系统需求(例如,调节流量),使用电动执行机构。下面为您介绍在选择合适的阀门时应考虑的4个因素。
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      1.阀门组件
            阀体容纳阀的所有内部工作部件,并包括用于将阀门连接到管道系统的法兰或其他硬件。在阀体内,关闭元件移动以调节流体通过阀门的通道。为了切断流体,该元件要关闭,以便其配合表面压在阀座上,该阀座提供能够密封流体的表面。阀座通常安装在阀体上。大多数阀在柔软的弹性阀座上有一个金属密封元件密封。金属阀座可能需要多达50%的阀座材料。闭合元件从完全打开位置移动到完全关闭位置的距离称为其行程。
            可移动的阀杆将阀门的执行机构连接到关闭元件。阀杆可能穿过阀盖,阀盖为阀体提供防漏入口。但是,许多阀门(例如旋塞阀和某些球阀设计)没有阀盖。阀盖通常是半永久性地拧入阀体内或用螺栓固定在阀体上(对于高性能阀而言更佳);特殊阀具有其他阀盖设计。检修阀门的内部零件(例如,进行维护)通常需要取下阀盖。填料函(阀杆和阀盖之间的阀的内部区域)包含用于密封阀杆的填料,以防止泄漏到阀的外部;阀帽上的填料螺母通?;崾固盍媳3衷谠?。
            在许多阀门中,阀帽有一个后座来密封阀杆,以避免在阀门完全打开时泄漏到填料中。阀杆上的衬套提供了配合表面。如果填料开始泄漏,则后座很有用,也可以防止阀杆从阀中弹出。被处理的特定流体会影响阀门的运行。例如,必要的操作扭矩将取决于流体的润滑性;例如,气体通常不提供任何润滑,而液体则可以。携带固体的液体会堵塞阀杆和其他组件之间的间隙。随着时间的流逝,流体还会腐蚀内部零件,从而大大增加了所需的扭矩-高达新扭矩的两倍或更多。为了防火,某些阀门可能需要辅助金属对金属阀座。在某些情况下,另一个重要的考虑因素是故障安全操作。这通常需要更大尺寸的执行机构。
      2.执行机构问题
            阀门执行机构的动力源应能够足够超过所需的扭矩。在节流的情况下,确定必要的扭矩可能需要详细的分析。最坏的情况是提供分离扭矩(通常是最大值)。阀门操作扭矩随关闭部件位置而变化。作为粗略的指示,在分离时需要峰值转矩,在半开位置时降低到分离时的约30%,在闭合时增加到分离时的约90%。
            通常使用分离扭矩加上适当的余量来选择执行机构以进行开/关服务。对于需要节流的直角回转阀,由于需要额外的扭矩来平衡流动流体的动量,因此扭矩的计算通常更为复杂。不平衡的力会产生“流体动力转矩”。为了平稳运行,执行机构转矩输出应大大超过工作转矩。在环境温度下,扭矩要求通常最低。高温和低温需要更大的操作扭矩。高于140°C的流体温度可能需要特殊的操作和安装组件,通常是阀杆延伸。即使在环境条件下,位于户外的执行机构也可能需要特殊考虑。
            经常选择电动执行机构进行阀门操作。不管是电磁控制还是电动控制,它们通常都(相对)大而笨重,但总安装成本最低,因为通常容易获得电力并且接线和控制仪器相对简单。电磁阀操作通常限于较小的线。电动执行机构往往体积大且速度慢,尤其是在使用大齿轮减速来增加扭矩的情况下,但其扭矩输出在整个行程中都是恒定的,其响应或多或少是线性的。关键系统应具有紧急电源,因为可能会发生断电或电源系统故障。
            气动执行机构可处理各种阀门应用,非常适合需要频繁操作和快速响应时间的服务。根据所选择的系统,这些气动设备通常在2-10 bar的范围内运行,最常见的是4-6 bar。压缩空气供应应该是专用的,并且最好从仪表空气(称为IA)压缩机套件中供应,以确??掌褰喔稍?。执行机构有两种类型:活塞和隔膜?;钊葱谢雇ǔS糜诳夭僮??;钊宄炭赡芎艹?,使其适合于大型阀门。膜片执行机构适用于调节服务,但其短行程通?;嵯拗瓶墒褂闷涞姆诺某叽?。故障安全操作通常取决于内部弹簧或辅助储能罐,以提供必要的动力以循环到打开或关闭位置。内部弹簧可能导致组件弯曲,这对于某些安装可能是一个问题。储油罐通常安装在外部,通常安装在附近的墙壁或立柱上。气动执行机构尺寸较大(相对),并且经常需要频繁维护,因为随着时间的流逝(特别是对于活塞类型),空气泄漏会延长响应时间。通常,最大阀压差受到限制。气动执行机构尺寸较大(相对),并且经常需要频繁维护,因为随着时间的流逝(特别是对于活塞类型),空气泄漏会延长响应时间。通常,最大阀压差受到限制。气动执行机构尺寸较大(相对),并且经常需要频繁维护,因为随着时间的流逝(特别是对于活塞类型),空气泄漏会延长响应时间。通常,最大阀压差受到限制。
            液压执行机构较不常见,但对于某些特殊的阀门是首选。这些设备使用液压油(液压油)产生扭矩并依靠特殊的液压泵(通常为容积泵,最常见的是齿轮泵)。它们可以提供快速促动;它们也适用于调制服务。液压执行机构可以处理具有高压差的大型阀门,并且可以承受频繁的循环。除非有紧急电源可用,否则它们通常没有故障安全模式。行程可在使用中轻松调节。
      3.消防阀
            根据其服务的性质,某些阀门需要指定“防火”?;旧?,这意味着阀门不应在大火中融化或在大火后泄漏,而阀座应充分关闭。最经常使用的标准是API-607(“软座直角回转阀的耐火测试”)。阀门制造商通?;嵛洳诽峁┢兰?。通常必须对消防安全阀进行测试,以证明其具有必要的性能,例如“最小内部泄漏”,“最小外部泄漏”和“持续可操作性”。
      阀门在暴露于高温(火灾等)之前和之后均应提供可以接受的阀座,而不取决于弹簧加载或其他装置或关键密封件所产生的附加压力。阀体的设计应通过使用耐火的阀杆密封件并避免使用大的带垫片的阀体接头来最大程度地减少外部泄漏。尽管有火灾损坏,该阀仍应可操作;机体和执行机构应承受高温的伤害。
      4.阀门额定值
            许多名称用于指示阀门的压力额定值。这些表示阀在一定温度范围内承受压力的能力。已建立标准压力额定值,高温需要降低阀门压力。同样,高压要求降低温度。大多数金属阀门的温度限制通常取决于阀座和内部装饰材料的性能。通常,很少会根据通过阀门的压降来选择用于公用事业(例如,在机械包装中)的阀门,而是根据其适用性来选择阀门。通常不需要进行计算,因为每种类型的阀的既定等效管长足以确定通过阀的近似压降。
            在某些情况下,例如必须将压降保持在最低水平,必须精确确定通过阀门的压降。这通常使用阀流量的标准量度(即系数“ Cv”)完成,该系数表示将在一定压力降下通过处于全开位置的阀的流量。阀门制造商通常通过实际流量测试确定该系数。
      进行选择
            选择阀门时首先要考虑的因素是温度和压力。阀体,阀内件和操作部件应能够承受持续正常和瞬态操作条件下预期的最高温度。阀门应达到预期的最高瞬态压力。然后,考虑必要的关闭程度。对于公用事业应用(例如,机械设备的冷却水),应允许一些轻微的(内部)泄漏;完全消除这种泄漏是非常昂贵的。气密阀是在测试过程中没有通过阀的弹性阀座出现可见泄漏的阀。耐腐蚀性也很重要,通常受流体的性质,浓度和温度影响。
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