发表于:2009-12-23 10:16:22
楼主
控制阀随着自动化控制系统被越来越多的各行各业所采用而应用广泛,因而对控制阀也提出了一个产品既要适用面宽又要控制稳定的要求。德国舒伯特控制设备公司的专利设计产品GS滑板式控制阀就是这样一个能满足多种工况条件的控制阀产品,以下介绍它在蒸汽流体工况的应用。
蒸汽流体在管道中往往或多或少地都将存在着汽、液两相的状态特点,在流经各类阀门前后更是那样,汽液两相状态的存在会产生水击、汽蚀和闪蒸的现象。因此在选用蒸汽流体的控制阀时,会对控制阀的阀内件提出较高的要求→抗汽蚀、低泄漏;同时也是为了避免小开度时的控制不稳定和汽蚀对阀内件的损坏而选用二台阀来做分程控制。
我们首先来分析一下流体在流经控制阀产生汽蚀和闪蒸原理。介质通过截面最小的节流口时流速是最大的。流速(或动能)的增加伴随着压力(或势能)的大大降低。当压力低于介质饱和蒸汽压时,气泡就会在介质中形成。随着节流口处压力的进一步下降,气泡会大量地形成。在此阶段闪蒸和汽蚀之间没有本质的差别,但是对阀门的结构破坏的可能性却是肯定存在的。闪蒸、冲蚀:如果介质通过节流口后,压力仍低于介质饱和蒸汽压力。气泡将保留在节流口后的流束中,我们称之为闪蒸。闪蒸对阀门的阀芯会产生严重的冲刷破坏,其特点是受冲刷的表面有平滑抛光的外形。冲刷破坏最严重的地方一般是流速最高的地方,通常位于阀芯和阀座的接触线上或附近。尤其是在小开度,节流间隙小,流速高的环境下,冲蚀破坏也最严重。
以下两个图是对汽蚀闪蒸产生的说明示意图。
以上的分析给我们的提示是:在流经节流截面流速(动能)提高是产生汽蚀和闪蒸的主要原因。
GS滑板式控制阀在阀体内装有两块与介质流向垂直的滑板,在板上开有不同长度相同宽度的多个节流槽。这样的结构给我们带来了1.流路简单(不同与单座阀的S形流路);2.流态稳定(多个节流槽孔改变了单座阀只有一个节流孔的缺陷);3.结构轻巧能耗小(彻底抛弃了传统单/双座阀的笨重阀体)。
那么滑板阀把流经多个节流截面的流速动能作自个的相互抵消,大大地降低了产生汽蚀和闪蒸能量而减少汽蚀和闪蒸给阀内件损坏,也降低流体流经时所产生的噪音。同时也有如双座阀或套筒阀那样,使流体流过多个节流截面时极大地减小对阀芯的不平衡力,使得控制阀可以在小开度时也能正常工作。在关闭时,滑板阀前的压力作用下使得两块滑板紧紧地贴在一起,又保证了阀的关闭严密性,泄漏量极低。
GS滑板式控制阀这样的革命性设计给用户带来其最主要的特点是:流经滑板阀的流体流态稳定,易控制,减少了流体对阀内件的汽蚀,冲蚀等不利因素,大大地提高了控制阀的使用寿命,同时也扩大了其应用面。就滑板式控制阀与单/双座阀的阀体相比更显得结构轻巧、散热面积也小的多,故热能量的损耗也要少;也是符合当前节能性产品的需求。特别是GS滑板式控制阀没有了直行程单/双座阀的上阀盖,结构既轻巧、简单还又消除了外泄漏的产生。
从相关的试验测试数据中得知,一个7毫米的小孔在7公斤压力下泄漏蒸汽,每月约浪费蒸汽费用18000元,所以我们必须重新衡量阀门的价值。