籠式套筒控制閥

                       上海申弘閥門有限公司

籠式套筒控制閥
   之前介紹水過濾器在恒通環保應用，現在介紹 套筒閥又稱籠式閥。如圖2-17所示，它是閥內件采用閥芯和閥籠（套筒）的控制閥，套筒閥可以是直通單座閥，也可以是雙座閥或角形閥，套筒閥用套簡內表面導向，用套筒節流開孔滿足所需的流量特性，套筒式調節閥已廣泛用于調節各種工藝介質。與雙座式調節閥相比，其主要優點是：導向部分不易磨損，被調介質中有固體雜質時不易卡閥，套筒和閥芯片損壞后易于加工制作和修復再用。然而經我們實際使用，發現這種調節閥在調節液體介質時，特別是在閥前后有大壓差時，抗振性不好，容易引起工藝水平管道以及調節閥本身的強烈振動，終致使閥桿等腰三角形部件疲勞而斷裂。例如我廠在ADA脫硫塔的液位，介質為ADA溶液，調節閥前后壓差在15kgf/cm2以上，流量為350m3/h,，工藝管道公稱直徑為Dg250，調節閥的公稱直徑為Dg100，正常開度在50%以下。當閥的開度稍一加大，調節閥的閥桿和工藝管道就發生強烈振動，其振動程度使人手不敢靠近閥桿。因而，閥桿的長使用壽命為一個月斷一次，短僅為48小時至72小時斷一次。
針對以上現象，經初步分析認為，造成斷桿的原因是調節閥前后壓差過大，調節介質為液體，因液體的粘度比氣體大，而壓力擴散較慢，管道的固有頻率與壓差的變化頻率有共振現象，因而當振動強烈時，工藝管道跳起來，調節閥亦發出很高的噪聲。
起初，我們把閥芯與閥桿之間由固定連接變為可旋轉的活動連接，這樣可使閥桿的壽命稍有延長但閥芯磨損嚴重。為此，我們又對套筒式調節閥的結構和介質在閥里的流動過程作了詳細地了解和分析。認為從力學觀點和閥的氣密性來看，閥的結構（參見示意圖）是合理的，但是當閥門開度逐漸開大時，高速流體快速通過閥門，在極短的瞬間，閥芯上下部位的壓力是不相等的。由于液體擴散較慢，雖然閥芯上有壓力平衡孔，但是在極短的瞬間，仍有一個很大的單向推力，這是造成閥芯上下強烈振動的根本原因。此外，由于流體通過閥門要拐兩個90°彎，勢必產生旋渦。在旋渦的作用下，對閥芯還有一個很大的扭力。瞬間單向推力和扭力共同作用在閥桿上，從而造成閥桿的斷裂。
   根據上述分析結果，我們認為形成閥桿斷裂的主要因素是瞬間單向推力。如果把此力消除，扭力的害也就不大了。這是因為在振動的作用下，會使閥桿應力集中點（絲扣處或閥桿粗細過渡處以及閥桿與閥芯連接處）先疲勞，然后 再正反向一扭，就容易造成閥桿斷裂。如設法使閥桿應力集中點不產生疲勞，也就很難扭斷了。為此，我們在閥的套筒 上打數個壓力平衡小孔，使高壓液體先通過這些小孔進入閥芯上部，再通過閥芯的平衡孔流出調節閥。這樣，當閥門的開度逐漸變化時，閥芯上下的液體壓力基本相等，從而消除了作用在閥芯的瞬間單向推力。實踐證明，這一改進措施的效果十分理想。經過改進后的套筒式調節閥在現場應用時，用手去摸閥桿，沒有一點熱振動的感覺，閥桿和管道再也振動更小起來，從而*解決了采用套筒閥控制大壓差液體介質所產生的閥桿斷裂問題，大大延長了閥的壽命，其經濟效益是十分顯著的。套筒閥的特點如下：

   籠式套筒控制閥閥體；2閥座密封墊；3閥座；4-套筒；5__導向套：6一螺栓、螺母：7填料擋環；8填料；9填料隔環；10填料：ll圓螺母；12 - 0形圈；13螺栓、螺母；14～填料壓板；15。_防塵密封固；I 6填料壓套：17高壓注油器；18一閥桿：19～-E閥蓋；2。上閥蓋墊片；21閥芯。
    圖2-17套簡控制閥

    (l)安裝維護方便。閥座通過閥蓋、套筒壓緊在閥體上．不采用螺紋連接，安裝和維護方便。
    (2)流量特性更改方便。套筒閥中流體從套筒內向外流出，稱為中心向外流向。反之，稱為外部向中心流向，圖2-17是中心向外流向的直通套筒閥的結構圖，在套筒上對稱地分布3.4或6個節流開孔，或是若干個節流圓孔，節流開孔形狀與所需流量特性有關，或是圓孔的排列與流量特性有關。因此，可方便地更換套筒（節流開孔的形狀或圓孔的不同排列）來改變控制閥的流量特性。
    (3)降噪和降低空化影響。為降低控制閥噪聲，套簡和閥芯也可開多個小孔，利用小孔來增加阻力，將速度頭轉換為動能，使噪聲降低。通常套筒閥可降低噪聲1。dB烈上。因此，在需降噪的場合被』“泛應用，為降低控制閥噪聲，也可采用多級降壓方法，例如圖2-13所示套筒結構'圖2 14為多級閥芯結構。由于控制閥兩端的總壓差被分配到各級，使各級都不會造成流體發生閃蒸和空化，從而使控制閥噪聲降低，并能夠削弱和防止閃蒸和空化造成的沖刷和磨損。套筒閥閥芯底部為平面，如發生汽蝕，氣泡破裂產生的沖擊不作用到閥芯，而被流體自身吸收，因此，套筒閥的汽蝕影響小-使用壽命睦。
    (4)泄漏量較單閥座大。由于套筒與閥芯之問有石墨活塞環、0形圈、聚四氟乙烯環密封，運行后，密封環的磨損使套筒閥的泄漏量比單閥座大e
    (5)互換性和通用性強。更換不同套筒，可獲得不同流量系數K.和不同流量特性。
    (6)能減小不平衡力影響。通常，套筒閥閥芯上開有平衡孔，使閥芯上所受不平衡力大為減小，同時，它具有阻尼作用，對控制閥穩定運行有利。因此-這類控制閥常用于壓差較大．要求低噪聲的應用場合。與本產品相關論文：美標球閥維護