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不锈钢套筒阀结构改进的过程详解
浏览次数:782发布日期:2017-11-26
不锈钢套筒阀已广泛用于调节各种工艺介质。与双座式调节阀相比,其主要优点是:导向部分不易磨损,被调介质中有固体杂质时不易卡阀,套筒和阀芯片损坏后易于加工制作和修复再用。然而经我们实际使用,发现这种调节阀在调节液体介质时,特别是在阀前后有大压差时,抗振性不好,容易引起工艺水平管道以及调节阀本身的强烈振动,zui终致使阀杆等腰三角形部件疲劳而断裂。
针对以上现象,经初步分析认为,造成断杆的原因是不锈钢套筒阀前后压差过大,调节介质为液体,因液体的粘度比气体大,而压力扩散较慢,管道的固有频率与压差的变化频率有共振现象,因而当振动强烈时,工艺管道跳起来,调节阀亦发出很高的噪声。
起初,我们把阀芯与阀杆之间由固定连接变为可旋转的活动连接,这样可使阀杆的寿命稍有延长但阀芯磨损严重。为此,我们又对不锈钢套筒阀的结构和介质在阀里的流动过程作了详细地了解和分析。认为从力学观点和阀的气密性来看,阀的结构(参见示意图)是合理的,但是当阀门开度逐渐开大时,高速流体快速通过阀门,在极短的瞬间,阀芯上下部位的压力是不相等的。由于液体扩散较慢,虽然阀芯上有压力平衡孔,但是在极短的瞬间,仍有一个很大的单向推力,这是造成阀芯上下强烈振动的根本原因。此外,由于流体通过阀门要拐两个90°弯,势必产生旋涡。在旋涡的作用下,对阀芯还有一个很大的扭力。瞬间单向推力和扭力共同作用在阀杆上,从而造成阀杆的断裂。
根据上述分析结果,我们认为形成阀杆断裂的主要因素是瞬间单向推力。如果把此力消除,扭力的危害也就不大了。这是因为在振动的作用下,会使阀杆应力集中点(丝扣处或阀杆粗细过渡处以及阀杆与阀芯连接处)先疲劳,然后 再正反向一扭,就容易造成阀杆断裂。如设法使阀杆应力集中点不产生疲劳,也就很难扭断了。为此,我们在阀的套筒 上打数个压力平衡小孔,使高压液体先通过这些小孔进入阀芯上部,再通过阀芯的平衡孔流出调节阀。这样,当阀门的开度逐渐变化时,阀芯上下的液体压力基本相等,从而消除了作用在阀芯的瞬间单向推力。实践证明,这一改进措施的效果十分理想。
经过改进后的不锈钢套筒阀在现场应用时,用手去摸阀杆,没有一点热振动的感觉,阀杆和管道再也振动更小起来,从而彻底解决了采用套筒阀控制大压差液体介质所产生的阀杆断裂问题,大大延长了阀的寿命,其经济效益是十分显著的。
 
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