套筒調節閥原理及特點詳解

套筒調節閥的套筒與閥瓣為間隙配合,套筒上開有多個節流窗口, 窗口的形狀決定了調節閥的流量特性, 窗口的面積大小影響調節閥的流量系數Cv 。閥座采用自對中無螺紋卡入式結構, 閥座上的圓錐密封面與閥瓣上的圓錐密封面相配合形成切斷密封副, 保證閥瓣壓緊在閥座上時閥門嚴密關斷。閥座直徑的大小影響調節閥的流量系數Cv 。閥瓣上平行于軸向有對稱分布的平衡孔, 使閥瓣上下端面的腔室連通, 這樣閥內介質作用在閥瓣軸向上的力大部分相互抵消, 介質在閥桿上產生的不平衡力就非常小。套筒上有一個聚四氟乙烯平衡密封座, 當閥瓣全關時, 閥瓣上平衡密封面壓緊在套筒上的聚四氟乙烯平衡密封座上形成嚴密切斷, 保證上腔室的介質不能進入平衡室。當閥瓣上下移動時, 套筒上的節流窗口的通道面積會發生變化, 從而實現調節管道內介質流量和壓力等的功能。

新型平衡式套筒調節閥采用PTFE 的平衡密封座, 要求使用溫度不能高于150 ℃。因為不銹鋼閥瓣和套筒在這個溫度范圍內的熱脹冷縮變化量較小, 又由于平衡密封副是靠錐面正壓密封, 而不是通過閥瓣與套筒的圓面間隙配合密封, 所以, 考慮到在小開度時小流量要依靠閥瓣和套筒之間的間隙以及閥瓣和閥座之間的間隙來實現。同時, 為了減少閥瓣和套筒在介質溫度變化時相互擠卡, 套筒和閥瓣的配合間隙可以偏大, 配合公差套筒一般選擇 H9 , 而閥瓣一般選擇b9 或間隙更大的公差。

平衡式套筒調節閥的流量特性有等百分比、直線和快開3 種, 通過改變套筒上孔形狀或孔的分布, 可以獲得不同流量特性, 以及抗汽蝕型、降噪聲型或特殊Cv 值的閥門。套筒閥的流通能力主要與套筒上孔的形狀、數量、大小及閥座直徑有關, 改變其中任何值, 都可以改變套筒閥的流通能力。流量系數是表示閥門流通能力大小的一個系數, 通過測試可以來得到每一 種規格閥門的流量系數。

新型套筒閥有許多優點：

1. 采用平衡式結構, 閥前后介質壓差對閥瓣產生的不平衡力非常小, 相同工況下同類型閥門所需要的執行機構推力小, 所以其閥桿直徑比單座非平衡閥設計或選擇更小。
2. 閥桿與填料之間的摩擦力比較小, 減小了閥門動作的阻力, 且閥桿和填料的磨損也小, 使用壽命增加。另外, 較小直徑的閥桿在中高溫時熱脹冷縮變化量小, 避免了在中高溫時閥桿與填料之間摩擦力增大或互相抱卡塞住的情況發生。
3. 由于新型套筒閥是平衡式結構, 與非平衡式的直通單座閥比較, 所配置的執行機構可以比較小, 但卻可以克服比直通單座調節閥高的介質壓差。例如, DN200/ DN250/ DN300 的新型套筒調節閥只需配置C60 氣缸式執行機構, 不需要更大的氣缸執行機構。最大閥座直徑時, 允許工作壓差是相同配置直通單座調節閥的2 倍左右, 也可配置薄膜式執行機構和防爆電動執行機構。
4. 新型套筒調節閥采用自對中無螺紋卡入式閥座結構和模塊化設計, 閥門拆裝方便, 并能達到Ⅳ級以上泄漏量標準。
5. 在150 ℃以下時, 金屬硬密封可以達到Ⅳ級以上泄漏量標準, 聚四氟乙烯軟密封可以達到Ⅵ級泄漏量標準。DN200/ DN250/ DN300 的新型套筒調節閥使用壽命高于直通單座調節閥。
6. 新型套筒調節閥在DN80 以上時, 調節范圍的幾何尺寸和公差應符合圖樣要求。