手動(dòng)截止閥的設(shè)計(jì)分析

手動(dòng)截止閥的設(shè)計(jì)分析

    截止閥閥體是閥的主要承壓部件，并且容納閉合元件。截止閥內(nèi)的流動(dòng)通道被設(shè)計(jì)成具有光滑的圓弧內(nèi)壁而沒(méi)有尖銳的角和尖棱，這樣可提供一個(gè)不產(chǎn)生異常湍流及噪音的平穩(wěn)工藝流動(dòng)。流動(dòng)通道本身必須具有恒定的面積以避免產(chǎn)生任何附加的壓力損失和過(guò)高的流速。截止閥具有較寬的兩個(gè)端部連接，因此閥體可適用于幾乎每一種的端部連接，盡管為適應(yīng)無(wú)法蘭結(jié)構(gòu)其面對(duì)面尺寸太長(zhǎng)（螺栓連接兩個(gè)管線法蘭之間的閥體，這在旋轉(zhuǎn)閥中是常見(jiàn)的）。對(duì)截止閥來(lái)說(shuō)，不匹配的端部連接也是可以的。
    截止閥的閥芯是大于準(zhǔn)確位置的一個(gè)閉合元件（因?yàn)楣?jié)流閥大于恰好打開(kāi)或關(guān)閉的位置，但是倒不如說(shuō)閥芯是調(diào)節(jié)元件），他使閥門按照流動(dòng)特性和閥的位置改變流率。典型的閥芯由兩個(gè)關(guān)鍵零件組成：閥芯，他是調(diào)節(jié)元件的凸模部分；閥座環(huán)，他是凹模部分。閥芯插入閥座環(huán)的部分叫做閥芯頭，而通過(guò)截止閥頂部伸出的部分叫做閥芯桿。在閥芯桿的頂部上車有絲扣以便與首輪機(jī)構(gòu)相配合。單調(diào)座閥芯的主要優(yōu)點(diǎn)是其嚴(yán)密關(guān)閉的可能性（在某些情況下，可達(dá)到優(yōu)于閥門最大流量的0.01%）。這種情況是由于手動(dòng)操縱器的力直接作用于支座表面而造成的。

    在手動(dòng)截止閥中可是喲個(gè)兩種尺寸的閥芯：全閥芯，他是最常用的并涉及到閥座環(huán)的面積，該面積在截止閥特殊尺寸內(nèi)可通過(guò)最大流量。另一方面，當(dāng)希望閥門節(jié)流到較該尺寸閥門額定流量為少時(shí)，則使用縮徑閥芯。如果使用全閥芯時(shí)，必須在較小的增量情況下對(duì)閥座節(jié)流關(guān)閉，但這是用手操縱器難以獲得的。優(yōu)先的辦法是使用小的閥座直徑和相匹配的旋塞，他叫做縮徑閥芯。

    閥帽是頂部工件的一個(gè)重要元件，并作為承壓零件為閥體提供了帽或蓋。一旦它被安裝在閥體上，他被閥帽或閥體的墊片所密封。他也用填料盒密封閥芯桿，填料盒包括一系列的填料環(huán)、壓蓋或?qū)�向蓋。填料間隔套以及抗擠出環(huán)，用以防止工藝介質(zhì)向大氣的少量泄漏。安裝在填料盒上面的是壓蓋法蘭，他用螺栓與閥帽頂部連接。當(dāng)壓蓋法蘭螺栓已擰緊，填料被壓縮并密封閥桿和閥帽孔�！　�

    保持閥芯頭與閥座環(huán)對(duì)中，對(duì)于嚴(yán)密關(guān)閉是重要的。為維持這種對(duì)中，可使用兩種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之一：雙頂部閥桿導(dǎo)向器或閥座導(dǎo)向器。雙頂部閥桿導(dǎo)向器使用兩個(gè)閉合配件在填料盒兩端進(jìn)行導(dǎo)向一保持發(fā)型和閥座環(huán)同心。這些導(dǎo)向器可整體的由與旋塞相容的金屬制成，以避免金屬擦傷，亦可使用彈性體或石墨襯套。兩個(gè)導(dǎo)向器的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離以避免由工藝流體作用在閥芯頭所造成的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向器、閥帽孔和執(zhí)行閥桿必須保持在關(guān)閉時(shí)的容許偏差內(nèi)以維持一個(gè)配合，此配合將造成平穩(wěn)直線運(yùn)動(dòng)而無(wú)約束和濺出的液體。　

    另外一種常用手動(dòng)截止閥的導(dǎo)向型式是閥座導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。此處閥芯桿是由一個(gè)上導(dǎo)向器支撐（它的作用如同填料壓蓋）。閥芯頭延伸部分的外部直徑，作為第二個(gè)導(dǎo)向表面，對(duì)閥座進(jìn)行導(dǎo)向。這意味著下部導(dǎo)向器表面留在物流層之內(nèi)，所以工藝介質(zhì)比較清潔。閥芯頭的靠下部分具有開(kāi)孔，該開(kāi)孔在閥座開(kāi)啟過(guò)程中使物流運(yùn)動(dòng)通過(guò)閥芯頭到達(dá)閥座。改變這些開(kāi)孔的尺寸和形狀、就會(huì)影響到縮減流量和流動(dòng)特性。因?yàn)樯蠈?dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間的長(zhǎng)度位于最大長(zhǎng)度，因此由于工藝物流造成的側(cè)向旋塞運(yùn)動(dòng)不是一個(gè)問(wèn)題，而且這種類型的導(dǎo)向器所要求的容許偏差，不像雙頂部閥桿導(dǎo)向器的那樣嚴(yán)格。這種結(jié)構(gòu)降低了操作中的閥芯任何振動(dòng)的機(jī)會(huì)。當(dāng)閥芯和閥座有相同材料制成時(shí)，在長(zhǎng)期或頻繁的操作中可能發(fā)生金屬表面磨損。高溫可導(dǎo)致熱膨脹和抱勞。

    閥芯的金屬支座表面設(shè)計(jì)成與閥座環(huán)的金屬支座表面相互匹配，但其接觸角度略有不同。正常情況下，閥芯具有一個(gè)比閥座環(huán)錐度較大的角度。這種環(huán)形的不相匹配保證了一個(gè)窄點(diǎn)的接觸，是全部操作器的軸向力僅僅傳遞到閥座的一小部分，因而得到了金屬對(duì)金屬接觸的最嚴(yán)密關(guān)閉的可能性。在大多數(shù)結(jié)構(gòu)中，手動(dòng)截止閥的閥座環(huán)是用螺紋擰入閥體的。又是在有限的空間內(nèi)要求用工具旋轉(zhuǎn)閥座環(huán)。對(duì)于帶螺紋的閥座也有某些缺點(diǎn)：首先，在腐蝕或苛刻的工況下，螺紋會(huì)被腐蝕，使得拆卸困難，第二，在閥芯和閥座之間的對(duì)中找正時(shí)，需附加的研磨步驟以得到所需要的閥門關(guān)閉。第三，在存在振動(dòng)情況時(shí)，閥座環(huán)在關(guān)閉位置處不能被旋塞保持就為，是因?yàn)殚y座環(huán)最終可能松動(dòng)并通過(guò)閥座墊片產(chǎn)生泄漏或閥座表面不對(duì)中。

    某些截止閥要求鼓泡嚴(yán)密關(guān)閉，這用金屬對(duì)金屬密封是達(dá)不到的。為完成這些，在閥座環(huán)中可嵌入彈性體。在這種情況下，閥座環(huán)是兩部分結(jié)構(gòu)，即在兩個(gè)半邊之間嵌入彈性體。金屬旋塞表面壓向閥座環(huán)軟支座表面，如閥芯和閥座環(huán)表面是同心的，就能得到雙重嚴(yán)密的關(guān)閉。某些制造商也在閥芯內(nèi)嵌入彈性體已得到相同效果。