电站用气动式截止阀的选型与设计(2)

　　要实现阀门的有效密封, 必须

Qg - Qf - Qt +Qj ≥Qm

　　即

Qg ≥Qf +Qt +Qm - Qj

　　关闭力也不是越大越好, 还须校核密封面实际比压q, 并使其小于许用比压[q]

　　式中　Qm ′———作用于密封面的实际密封力, 由气缸实际推力减去相关阻力得出,MPa,

　　通过以上计算可确定关闭状态的弹簧预紧力,为弹簧选型确定依据。

3. 2、开启状态气缸力的计算

　　开启瞬间阀门受力分析如图3b。

Qk ≥Qt +Qj +Qg - Qf

　　当阀门被打开后, Qj 会消失为零, 但Qg 会逐渐增加, 两者部分抵消, 到开启行程末端(最高位) , 气缸推力Qk ′为

Qk ′≥Qt - Qf +Qs ′

　　式中　Qs ′———此位置弹簧的压缩力, N比较以上两式确定其中较大者为气缸推力, 再根据实际输入气源额定压力, 可大致推算出所选择气缸的直径, 考虑一定的安全系数, 最终确定气缸规格。

(a) 关闭时　(b) 开启时

图3　阀门关闭和开启状态阀杆受力

4、出厂试验

　　工厂型式试验是确认产品性能的重要依据, 通过试验可确认阀门的设计加工质量, 承压能力, 启动装置的动作性能, 一般应进行密封试验、壳体试验和动作试验。

(1) 密封试验

　　撤除气源, 让弹簧复位至阀门关闭后, 从设计流向向阀芯密封面逐步加压, 进行承压密封试验, 全程分3～4个压力阶段, 分别观察阀门各阶段保压性能, 到最高设计压力的1.1 倍压力为止均应无泄漏。以此验证阀门在压力波动时也能稳定密封。

(2) 壳体试验

　　依公称压力的115倍进行水压壳体试验, 观察填料部位、中法兰垫片各处以及壳体全表面应无渗漏。

(3) 动作试验

　　阀门关闭后, 将阀门打压到设计压力, 给气缸通气(压力控制0.4～0.45M Pa) 确认能否开启阀门, 能否达到设计行程, 到达设计行程后撤除气源, 阀门应能自行复位。此试验至少反复3 次以上。

5、附件

　　除阀门和气缸外, 气动截止阀应配备电磁阀、行程开关、调压阀(含过滤器、油雾器, 即三联件) 和手动装置等。对电磁阀一般单作用气缸选择二位三通, 并按安装位置确定电磁阀的结构形式。行程开关可选择摇臂式, 调整方便。三联件用于气源处理及压力调节, 如气源统一处理, 可不必单配。手动装置用于辅助强制密封, 分为上装式和侧装式, 配置应考虑安装空间及合同规定。连接管及管件应选择金属材料, 因介质温度比较高。支架尽可能高一些, 使气缸内部橡胶件远离热源, 延长内部橡胶密封件的使用寿命。

6、结语

　　气动截止阀可广泛应用于火力发电厂疏放水系统, 控制介质的通断, 具有普通手动或电动截止阀无法比拟的优点, 但由于气动装置结构较大, 应考虑有足够的阀门安装空间, 因而高压大口径阀门的应用受到限制。