笼式套筒控制阀

                         笼式套筒控制阀

                       上海申弘阀门有限公司

笼式套筒控制阀
   之前介绍水过滤器在恒通环保应用，现在介绍 套筒阀又称笼式阀。如图2-17所示，它是阀内件采用阀芯和阀笼（套筒）的控制阀，套筒阀可以是直通单座阀，也可以是双座阀或角形阀，套筒阀用套简内表面导向，用套筒节流开孔满足所需的流量特性，套筒式调节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，终致使阀杆等腰三角形部件疲劳而断裂。例如我厂在ADA脱硫塔的液位，介质为ADA溶液，调节阀前后压差在15kgf/cm2以上，流量为350m3/h,，工艺管道公称直径为Dg250，调节阀的公称直径为Dg100，正常开度在50%以下。当阀的开度稍一加大，调节阀的阀杆和工艺管道就发生强烈振动，其振动程度使人手不敢靠近阀杆。因而，阀杆的长使用寿命为一个月断一次，短仅为48小时至72小时断一次。
针对以上现象，经初步分析认为，造成断杆的原因是调节阀前后压差过大，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，我们又对套筒式调节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。经过改进后的套筒式调节阀在现场应用时，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*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。套筒阀的特点如下：

   笼式套筒控制阀阀体；2阀座密封垫；3阀座；4-套筒；5__导向套：6一螺栓、螺母：7填料挡环；8填料；9填料隔环；10填料：ll圆螺母；12 - 0形圈；13螺栓、螺母；14～填料压板；15。_防尘密封固；I 6填料压套：17高压注油器；18一阀杆：19～-E阀盖；2。上阀盖垫片；21阀芯。
    图2-17套简控制阀

    (l)安装维护方便。阀座通过阀盖、套筒压紧在阀体上．不采用螺纹连接，安装和维护方便。
    (2)流量特性更改方便。套筒阀中流体从套筒内向外流出，称为中心向外流向。反之，称为外部向中心流向，图2-17是中心向外流向的直通套筒阀的结构图，在套筒上对称地分布3.4或6个节流开孔，或是若干个节流圆孔，节流开孔形状与所需流量特性有关，或是圆孔的排列与流量特性有关。因此，可方便地更换套筒（节流开孔的形状或圆孔的不同排列）来改变控制阀的流量特性。
    (3)降噪和降低空化影响。为降低控制阀噪声，套简和阀芯也可开多个小孔，利用小孔来增加阻力，将速度头转换为动能，使噪声降低。通常套筒阀可降低噪声1。dB烈上。因此，在需降噪的场合被』“泛应用，为降低控制阀噪声，也可采用多级降压方法，例如图2-13所示套筒结构'图2 14为多级阀芯结构。由于控制阀两端的总压差被分配到各级，使各级都不会造成流体发生闪蒸和空化，从而使控制阀噪声降低，并能够削弱和防止闪蒸和空化造成的冲刷和磨损。套筒阀阀芯底部为平面，如发生汽蚀，气泡破裂产生的冲击不作用到阀芯，而被流体自身吸收，因此，套筒阀的汽蚀影响小-使用寿命睦。
    (4)泄漏量较单阀座大。由于套筒与阀芯之问有石墨活塞环、0形圈、聚四氟乙烯环密封，运行后，密封环的磨损使套筒阀的泄漏量比单阀座大e
    (5)互换性和通用性强。更换不同套筒，可获得不同流量系数K.和不同流量特性。
    (6)能减小不平衡力影响。通常，套筒阀阀芯上开有平衡孔，使阀芯上所受不平衡力大为减小，同时，它具有阻尼作用，对控制阀稳定运行有利。因此-这类控制阀常用于压差较大．要求低噪声的应用场合。与本产品相关论文：美标球阀维护