阀杆受力的原理及介绍

    阀杆受力是随着阀体中流体的压力而变化,流体的压力趋向于将阀杆顶出阀盖。图1-1表示出阀杆推力与各种阀杆直径对阀座直径比值的比较。它通常是阀芯负荷的一小部分,并可能更小,除了用于高压操作。相反地,在流通孔非常小的阀门中,阀杆可以等于或大于阀座孔。推力也随着阀芯突出部分在阀座孔中的位置而变化(对于无导向杆的阀芯),对于自上而下流动的阀芯,在大流量下,流速最小收缩处可能产生一个低压区,其压力低于阀体下游侧的压力。对于自下而上流动的阀芯,在相同条件下应用,在阀芯突出部分的截面上附加了流体的速度头冲击。阀杆推力可以用下述的办法使其减至最小:

阀杆推力
图1-1 阀杆推力

    1)采用切实可行的、满足强度要求的最小直径的阀杆。
    2)当关闭阀门时,用流闭的流向来排除由压力形成的阀杆推力。这仅适用于阀杆的直径等于或小于阀座孔的直径,并能有效地用于角形阀。这种方式的阀门,所有的时候都在填料上保持着管线压力。
    3)平衡式阀杆是为了用于极高的管线压力,或者由于被阻住的流体压力的聚集而作用在阀杆截面上时使用。这可以由两种方法中的一个来实观:
    a)使用双向延伸的阀杆,它通过上阀盖和带第二个填料函的下法兰来实现上、下双导向的,如图1-2中所示。已经极为有效地应用于全负荷流通口的阀门,要求大的阀杆直径是用来处理压降及阀座密封负荷为20,000磅/英寸2(1379bar)操作压力,口径2英寸的阀门或者15,000磅/英寸2(1034bar)操作压力,口径为4英寸的阀门。

双向延伸阀杆
图1-2 双向延伸阀杆

    b)在阀杆上设计一个平衡活塞,环形面积等于阀杆的面积,如图1-3中所示。这种结构已经有效地应用于阀芯平衡式角形阀,备有小的阀杆〔例如,1英寸阀座孔,10,000( 689bar)及20,000(1378bar)磅/英寸2操作压力〕。

活塞杆平衡式
阀芯和阀杆两者是平衡的,两块阀芯是由于装配的需要。这种结构仅限于小口径的阀门,因为阀芯和平衡活塞的密封始终承受管线压力和大
气压之间的压力降。这种结构已经有效地用于小阀杆的阀芯平衡式角形阀,1英寸阀座孔,10,000(689bar)及20,000(1379bar)磅/英寸2操作压力。
图1-3 双向延伸阀杆


 

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