1 O形球阀的缺点
O形球阀全开时,阀座与阀门口径相同,实现了全通径,流道简单,流阻小,流通能力大。但是,O形球阀也有如下局限性。
1)O形球阀的球芯在阀门开关过程中始终与阀座相对滑动摩擦,同时,阀芯和阀座之间的密封是通过阀座压向球芯的预紧密封力实现的。如果在使用一段时间后阀座摩损,则球芯和阀座之间的预紧密封力会减小,阀门关闭时密封副之间的密封性能将降低,阀门可能出现内漏。 2)O形球阀一般采用软密封结构形式,阀座多采用聚四氟乙烯等材料制作,这种软密封结构的O形球阀受到软密封材料的限制,不能用在高温高压的场合,一般只能用在160℃以下和PN6.4MPa以下。O形球阀硬密封结构的技术和制作难度较。 3)O形球阀一般采用两片式和三片式结构,或采用一体式螺纹紧固阀座结构。因此,O形球阀不能在线维修,且安装和拆卸困难。通过上面的分析叮以看出,O形球阀使用寿命短,应用范围小,拆装和维修困难。
2用直通单座快开阀替代O形球阀实现两位开关控制的优点
直通单座快开阀是直行程的非平衡式结构,可以配气缸式或薄膜式气动执行机构,也可以配电动执行机构。与O形球阀比较,用直通单座快开阀实现两位开关控制有如下优点。
1)直通单座快开阀采用的是非平衡式结构。阀座则采用自对中的卡入式结构;密封副是线密封;密封力是执行机构推动阀芯压向阀座的推力。因此,当阀芯和阀座的密封面摩损时,阀芯会在执行机构的推力下自动补偿这个摩损量,保证了直通单座快开阀在长期的工作使用后,仍然能够严密关断,可靠工作,不会在阀门关闭时出现内漏现象。 2)直通单座快开阀一般采用的是硬密封结构,可以用在高温和高压的场合,*高温度可以达到650℃,而*高压力可以达到32MPa,使用范围更大。 3)直通单座快开阀采用自对中的卡入式阀座结构,硬密封不需要研磨即可达到Ⅳ以上的泄漏要求,而软密封则可以达到Ⅵ级以上的泄漏要求。另外,只要选择不同的阀座,就可以得到硬密封或软密封的阀门。 4)直通单座快开阀结构简单,动作灵敏,性能可靠,使用寿命长,且制作加工容易。 5)直通单座快开阀的开度达到25%时,流量即达到了90%Cv,以上,因此直通单座快开阀开启迅速,反应灵敏。 6)如果选用气缸式执行机构,则可以接受高达1MPa的气源压力,再配以粗壮的阀杆,就可以克服很高的压差,但是体积只有薄膜阀的65%,质量只有薄膜阀的70%。且推力大,动作快,灵敏可靠。 7)直通单座快开阀采用的是顶装式结构,阀座则采用自对中的卡入式结构,因此,该阀可以在线维修,而不需要把阀门从管道上拆卸下来。
3直通单座快开阀的计算选型方法
在选择直通单座快开阀之前,必须了解详细的工艺参数和控制要求,并根据工艺参数和控制要求初步判断是否可以选用直通单座快开阀,如果可以选用直通单座快开阀,再根据工艺参数进行流量系数、噪音和不平衡力的详细计算,*后再根据计算结果选择阀门的详细配置。直通单座快开阀的计算选型步骤如下。
1)了解详细的工艺参数和控制要求; 2)根据工艺参数和控制要求初步判断是否可以选用直通单座快开阀。如果介质洁净无杂质,也不含有纤维物质,则可以选用直通单座快开阀,如蒸汽、清水、氮气、氢气、汽油、柴油等。 3)计算*大的流量系数Cv值。一般采用国际电工委员会IEC推荐的平均重度法公式计算。要把工艺流程控制中出现的*大流量值qvmax和*小压差值△Pmin代入公式计算。 4)根据计算的Cv值选择合适的阀门口径和Cv值。对于直通单座快开阀,一般在计算的*大Cv计值时,阀门的开度要小于80%,且开度越小越好。 5)噪声的预估。阀门噪声的预估是一个比较复杂的问题,现在常用的是Masonneilan公司所研究和提供的公式,这个公式计算比较方便,计算结果也比较准确。 6)不平衡力的计算和执行机构的选择。通过计算介质压差对阀芯产生的不平衡力,再考虑阀门各个运动部位的摩擦力,*后根据工艺参数和控制要求选择一个合适的放大系数,就可以选择执行机构了。 7)根据上面各个步骤的计算结果,对直通单座快开阀进行详细的阀门配置。主要工作是各个零部件形式和材料的选择、附件的选配等工作。
通过上面7个步骤的计算选型,就可以得到合适的直通单座快开阀。值得一提的是,如果在第5步计算的噪声比较大,则可以选用降噪阀芯;如果在第6步计算的不平衡力太大,则可以选用多级降压结构或平衡式机构的阀门;然后再回到第4步重新计算选型,直到选择到合适的阀门为止。