不銹鋼套筒閥結構改進的過程詳解
瀏覽次數：1700發布日期：2017-11-26
不銹鋼套筒閥已廣泛用于調節各種工藝介質。與雙座式調節閥相比，其主要優點是：導向部分不易磨損，被調介質中有固體雜質時不易卡閥，套筒和閥芯片損壞后易于加工制作和修復再用。然而經我們實際使用，發現這種調節閥在調節液體介質時，特別是在閥前后有大壓差時，抗振性不好，容易引起工藝水平管道以及調節閥本身的強烈振動，zui終致使閥桿等腰三角形部件疲勞而斷裂。
針對以上現象，經初步分析認為，造成斷桿的原因是不銹鋼套筒閥前后壓差過大，調節介質為液體，因液體的粘度比氣體大，而壓力擴散較慢，管道的固有頻率與壓差的變化頻率有共振現象，因而當振動強烈時，工藝管道跳起來，調節閥亦發出很高的噪聲。
起初，我們把閥芯與閥桿之間由固定連接變為可旋轉的活動連接，這樣可使閥桿的壽命稍有延長但閥芯磨損嚴重。為此，我們又對不銹鋼套筒閥的結構和介質在閥里的流動過程作了詳細地了解和分析。認為從力學觀點和閥的氣密性來看，閥的結構（參見示意圖）是合理的，但是當閥門開度逐漸開大時，高速流體快速通過閥門，在極短的瞬間，閥芯上下部位的壓力是不相等的。由于液體擴散較慢，雖然閥芯上有壓力平衡孔，但是在極短的瞬間，仍有一個很大的單向推力，這是造成閥芯上下強烈振動的根本原因。此外，由于流體通過閥門要拐兩個90°彎，勢必產生旋渦。在旋渦的作用下，對閥芯還有一個很大的扭力。瞬間單向推力和扭力共同作用在閥桿上，從而造成閥桿的斷裂。
根據上述分析結果，我們認為形成閥桿斷裂的主要因素是瞬間單向推力。如果把此力消除，扭力的危害也就不大了。這是因為在振動的作用下，會使閥桿應力集中點（絲扣處或閥桿粗細過渡處以及閥桿與閥芯連接處）先疲勞，然后 再正反向一扭，就容易造成閥桿斷裂。如設法使閥桿應力集中點不產生疲勞，也就很難扭斷了。為此，我們在閥的套筒 上打數個壓力平衡小孔，使高壓液體先通過這些小孔進入閥芯上部，再通過閥芯的平衡孔流出調節閥。這樣，當閥門的開度逐漸變化時，閥芯上下的液體壓力基本相等，從而消除了作用在閥芯的瞬間單向推力。實踐證明，這一改進措施的效果十分理想。
經過改進后的不銹鋼套筒閥在現場應用時，用手去摸閥桿，沒有一點熱振動的感覺，閥桿和管道再也振動更小起來，從而*解決了采用套筒閥控制大壓差液體介質所產生的閥桿斷裂問題，大大延長了閥的壽命，其經濟效益是十分顯著的。
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