平衡式节流截止阀

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)凯瑞特阀业有限公司 作者:张磊

  介绍了平衡式节流截止阀的结构特点和工作原理,分析了不同流道结构介质运行状况,论述了阀门的流量特性。

1、概述

  在输油和输气泵站中,为了防止泵的突然停止导致介质回流,节流截止阀是实施油(气) 井口压力控制手动操作的必备设备之一。借助其开启和关闭维持一定的压力,将井底压力变化稳定在一个窄小的范围内。随着石油开发向内地和海上转移,炼油业、石油天然气等输油管线的不断发展,对节流截止阀的需求越来越大,对节流截止阀的使用性,节流精度、密封性、平稳性、耐磨性和耐腐蚀性等性能要求越来越高。因此研发了一种" 炮弹平衡式节流截止阀" ,该阀已获国家专利(专利号:ZL201020538269. 2) 。

2、平衡式节流截止阀的结构特点

  2.1、阀体

  炮弹平衡式节流截止阀由阀座、阀瓣、阀体、阀芯轴、阀芯套、阀杆、密封圈、支架、阀杆螺母和手轮等组成(图1) 。阀体外形采用炮弹式,内腔为流线形水平结构,并设有2 条加强筋,使介质流动畅通,流阻系数小,流量体积大,阀门总开启高度和体积减小,质量减轻,降低了制造成本,减少了介质的阻力和压力损失,使用压力稳定。

平衡式节流截止阀

图1 炮弹平衡式节流截止阀

  2.2、阀瓣与阀座

  阀瓣头部设计为锥形或抛物线形(图2) 。当阀瓣与阀座密封面接触时,阀门关闭,介质停止流动。当阀瓣脱离阀座密封面时,阀门开启,节流和调节介质流量。这种结构即可使介质可靠截止,又可很好的控制介质流量和调节压力。阀瓣上的两个平衡孔,可以调整阀前阀后的压差为0,保持压力的两边平衡,降低了开启力矩,阀门操作轻便省力。

平衡式节流截止阀

图2 阀瓣与阀座

  2.3、密封副

  密封副属双重密封结构,即金属与金属的密封和金属与非金属的密封。密封圈与阀座的密封力通过O形圈和介质作用力把密封圈自动膨胀紧压在阀座上。两道密封互不影响,使密封安全可靠,达到零泄漏(图3) 。

平衡式节流截止阀

图3 阀座密封副

  2.4、双杆斜齿条

  在阀杆和阀芯轴上设有一对45°的斜齿条,啮合成90°的" 十字" 运动。阀杆作上下移动,阀芯轴作左右移动。通过手轮转动,使阀杆向上下运动,通过齿条带动阀芯轴作水平运动,从而带动阀瓣实现截止、节流和调节作用。这种结构简化了阀门内腔复杂的传动机构,减小了阀体内腔的尺寸(图4) 。

平衡式节流截止阀

图4 阀芯轴和阀杆

3、试验方法

  在阀门压力试验后进行了开启行程和流量系数试验。开启行程试验目的是测试阀门在取压管压力为12.28 kPa(g) 时的开启行程。试验阀门采用加长阀杆和特制下阀盖,阀杆可伸出阀盖,在阀杆下部可装设测量阀门行程的百分表。试验方法是通过取压管向主阀气室导入压力为12.28 kPa( g) 的压缩空气,待压力稳定后从百分表读取阀门的开启行程。试验测得阀门的开启行程为7.0mm。流量系数试验介质为水。试验采用与开启行程试验相同的阀门,阀杆伸出下阀盖,伸出部分带有螺纹,通过1 个调节螺母将阀杆调至要求的开启行程(7.0mm) 。试验得到阀门流量系数KV为62.6m3/h,满足系统设计要求。

4、结语

  相对于直接作用型背压调节阀,指挥器操作型背压调节阀具有控制精度高、密封性好、可防止频跳等优点,其性能满足核电厂的设计要求。

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