直通套筒调节阀阀体组件部分由阀体、阀座、阀芯、阀杆、套筒、阀盖、填料等零件组成。套筒阀也称笼式阀,是一种结构特殊的调节阀。其阀体与一般直通式单座阀相似,但阀内有一个圆筒形套筒。套筒四周开有不同形状的窗口,根据流通能力大小的要求,套筒的窗口可以为多个、四个、两个等。利用套筒导向,阀芯可以在套筒中上下移动。由于这种移动改变了套筒的节流孔面积,形成了各种流量特性,并实现流量的调节。 套筒阀的密封面与节流面是分开的,节流口处高速流体的相互对冲,使能量在流体内部消耗,而不直接冲刷于阀的密封面,因此,在高压差的场合下,套筒阀的使用寿命比直通单、双座阀长。在产生汽蚀的情况下,汽泡破裂产生的冲击力作用在阀芯下面的空间内和套筒内,冲击能量也没有直接作用于阀芯上,因此套筒阀的抗汽蚀性也比直通单、双座阀好。套筒阀能量多消耗于套筒中,压能在相互冲击中消耗,使得其噪音比单、双座阀低约10dB。 直通套筒调节阀有以下几种结构。 (1)单密封面不平衡式阀芯结构,这种结构的调节阀通常也被称为套筒单座阀,它继承了单座调节阀不平衡力大、压差小、泄漏等级高等特点。在产品实际的开发和应用中可采取不同的结构形式。 A、在直通单座调节阀的阀体内增设一个带窗口的套筒。其特点是坚固的套筒可保护阀体不受闪蒸和空化的破坏。因此,相比单座阀更适用于较高压差产生闪蒸和空化的场合。但由于增设了套筒,使得其流通能力小于同口径的单座阀。 B、阀芯形状采用圆筒形结构,并利用阀体内一个带窗口的套筒为阀芯的移动导向,其 C、阀芯结构采用圆筒形打孔型式,并利用上阀盖底部的衬套和阀体内带窗口的套筒为阀芯的移动导向。其特点是高压差流体通过阀时,在阀芯小孔处被分成多个气蚀喷射流。在阀芯笼中心,喷射流相互撞击,蒸汽泡破碎。介质对阀内件不会造成任何损伤,噪音标准也相应会降低(5~10db)。因此,这种结构除具有普通单座调节阀的特点外,还具有稳定性好、抗气蚀、抗冲刷等优点,更适于条件苛刻的工况。但此结构对于含有杂质场合,容易发生阀芯堵死、卡死等问题。 D、阀芯、套筒都采用圆筒形打孔型式。这种结构是为降低可压缩流体的噪音而设计的,具有压降损失小、噪音低、抗气蚀能力强等优点。更适用于介质为高压差气体的场合。 (2)双座密封平衡式阀芯结构,这种结构的调节阀通常也被称为套筒双座阀,它阀芯上开有平衡孔采用平衡式结构,所以流体作用在阀芯上不平衡力小,阀的允许压差大。阀芯采用套筒导向,稳定性好,不易震荡。阀芯和套筒上都有两组密封面,从加工手段上很难保证两组密封面同时密封,所以泄漏量大,一般达到≤0.5%额定CV(II级),特殊的工艺设备和方法可做到≤0.1%额 定CV(III级)。对于泄漏等级要求高的场合只能采用软密封结构(阀座结构为聚四氟乙烯+金属骨架),泄漏量可达到VI级。现在各石油化工装置中已用套筒双座阀代替了传统的直通双座调节阀。 (3)带密封环的平衡式阀芯结构,这种结构的调节阀利用密封环代替了套筒双座阀中的上密封面,就是在阀芯上部和套筒之间采用高性能密封环结构密封。它继承了套筒双座阀的特点,同时有效的提高了泄漏等级,通常可达到<0.01%额定CV(IV级)。高性能密封环常采用金属活塞环、纯石墨密封圈、新型密封圈+聚四氟乙烯挡圈等形式。 在产品实际的开发和应用中,这种结构的调节阀阀芯也可以采取打孔的型式,或阀芯、套筒同时采取打孔的型式。其特点分别与结构相近的套筒单座阀一致,但本身的压力平衡式结构使得阀更能够承受较高的工作压差。阀芯还可以采取抛物线型式。其特点是阀的流量特性和额定流量系数由阀芯型面和阀座直径确定,此时,套筒只起导向、支撑、密封、过度流量、保护阀芯阀体等作用,而不起调节作用。 大部分套筒阀采用直压式结构,维修方便、加工容易、通用性强,广泛的应用于石油、化工领域。但在实际的应用中套筒阀很容易发生阀芯卡死、或高温抱死现象。造成上述现象的原因主要为管道介质中含有颗粒杂质,或各生产厂家没有根据阀芯、套筒的结构特点及材料特性,给出正确的配合尺寸。 |