低温深冷控制阀的介绍

    当控制阀的操作温度远远低于冰点时,应采取特定的预防措施,在某些情况下,必需用特殊结构来满足操作要求。主要的问题是适当的选择结构材料,特别是在一般的低温操作条件下(到-150°F)。深冷是指温度低于-150°F的生产操作,这时要考虑许多附加因素。
    温度范围在- 20°F—- 150°F之间时,对承受压力的部件要采用特殊的抗冲击碳钢;在-20°F--50°F之间时,一般采用碳钢材料(牌号LCB),到- 150。F时,采用3.5%镍钢(牌号LC3)。这些阀门一般装有普通的长颈型上阀盖。在这样的温度范围,主要的目的是使进入系统的热量尽量减少并防止填料函部分不致因为太冷而使上阀盖的上面部分和填料函上的阀杆冻结和结冰。普通的长颈型上阀盖一般装在垂直位置。以减少操作流体本身的传热。
    在深冷温度时,结构材料现在不采用碳钢,而是采用奥氏体不锈钢、青铜、蒙乃尔。在这样的温度范围,阀的操作一般是控制极冷的气体和液化气。常常碰到的有:空气,氮、氧、氢和氦。其中一些流体的性质列在表2中。用于这些场合,阀的承压部件除了考虑结构材料外,还要考虑许多附加的因素。

气体
N2
O2
CH4
H2
He
F2
密度,NTP*磅/英尺3
0.0724
0.0827
0.0415
0.0052
0.0052
0.0982
沸点,1大气压°F
-320.4
-297.4
-258.7
-423.2
-452.1
-306.6
在沸点的蒸汽密度,磅/英尺3
0.288
0.296
0.111
0.084
1.06
在沸点的液体密度,磅/英尺3
50.41
71.27
26.46
4.37
7.62
94.2
在沸点的汽化热,英热单位磅/
85.2
91.7
219.2
193
8.8
74.1
临界温度°F
-232.8
-181.1
-116.5
-400.3
-450.3
-200.2
临界压力,磅/英寸2(绝压)
492.3
736.9
673.1
187.7
33.2
808.3

    现在要特别注意长颈型上阀盖的结构。甚至当阀体材料是青铜时,长劲型上阀盖一般也用奥氏体不锈钢以减少传热。要极为注意;液化气不能都积聚在上阀盖之间,因为关闭时不断的气化有形成高压的危险。
    在所有的情况下,阀门要严格的绝热。在工厂低温区的工艺设备配管和阀门常常装在“冷箱”中。这种情况下,阀门有一个特别长的上阀盖,它可以装在水平位置。图30所示的特殊结构常常用于这种情况。直径较大的上阀盖部分用不锈钢制成,并从冷箱壁层中伸出来。这种,不涉及阀体就可以卸下包括阀芯和阀座的阀内件。阀体可以焊在系统中以减少冷箱本身的泄漏。在长颈型上阀盖内部的下端有聚四氟乙烯人字形密封垫,其作用和止回阀一样。使进入上阀盖部分冷冻剂的泄漏量减至最小,而又可以放出形成的任何气体。这样,进入系统的热量减至最小。
    长颈型上阀盖的外端常常配有安装法兰,它通过挠性膜片和在冷箱上的一个较大的法兰相连接。
    图31说明一个很特殊的低温阀,它的真空绝热夹套包围住整个阀体和阀体的长颈,夹套上装有可以伸缩的不锈钢波纹管,以减少管道由于热膨胀所引起的变形。注意:它用一种薄壁圆筒代替普通的伸长阀杆以提供一个长的传导路线,并减少阀杆和阀体圆筒之间的蒸发空间。辐射热损失成为一个重要的因素,利用电抛光阀的外表面和一种铝片隔板可以将它减至最小。在这类阀中,保证重量轻是很重要的,但同时要有比较高的流通能力,因为质量小就减少了冷却的气化。同样的阀门采用“V”型结构能进一步减小压力损失,特别是双位操作时。
    装有长颈型上阀盖的旋转阀常用于要求严密关闭的深冷场合。图32表示一个特殊阀,该阀采用了一个偏置阀板和一个球形阀座密封表面,使用特殊的聚三氟氯乙烯唇形密封垫,减小了突然打开所需的转矩。对于比较大的尺寸,阀门重量轻是一个重要因素。
    一般,深冷阀在加工时,特别是在装配时,对清洁度的要求更为严格。
    在选择润滑剂时需要特别注意,在装配零件时可以用它来防止“磨损”。有许多润滑剂会固化或变脆,而有许多完全不适用于流动的流体。为此,已经开发了许多用于这种场合的化合物,并已大量使用。还有许多需要特别注意事项,例如,当控制液态氟时,它和任何碳氢化合物接触能够自燃。控制氧时,无论在常温还是在深冷温度,存在更普遍的问题,除了和某些杂质接触有自燃的可能性外,氧还能助燃,如果一旦发生火灾,将烧毁整个管线系统。大多数公司对使用深冷液体时的净化和脱脂方法都有详细的技术规定。

阀芯阀座环可以从上阀盖中取出的“冷箱”阀
图30 阀芯阀座环可以从上阀盖中取出的“冷箱”阀

用于液态氢、氦或其他深冷液体操作的真空夹套低温阀
图31 用于液态氢、氦或其他深冷液体操作的真空夹套低温阀

偏置阀板的低温蝶阀,带唇形弹性密封垫,用于严密关闭
图32 偏置阀板的低温蝶阀,带唇形弹性密封垫,用于严密关闭

 

 如果您喜欢我们的资讯和栏目,

关注我们的微信及微博公众平台,

我们会在每周三推送实用的

调节阀和执行机构行业技术资讯。

格莱特控制阀感谢大家收看!

让您的自动化更强大!