楔式閘閥操作力矩特性
當(dāng)閥門的開度在10%以上時(shí),閥門的軸向力,即閥門的操作力矩的變化不大。當(dāng)閥門的開度低于10%時(shí),由于流體的節(jié)流,使閘閥的前后壓差增大。
這個(gè)壓差作用在閘板上,使閥桿需要較大的軸向力才能帶動(dòng)閘板,所以在此范圍內(nèi),閥門操作力矩的變化比較大。圖中,實(shí)線表示剛性閘板閘閥操作力矩特性;虛線表示彈性閘板的閘閥操作力矩特性。從曲線看出,彈性閘板的閘閥,在接近關(guān)閉時(shí)所需的操作力矩比剛性閘板的要大些。
閘板關(guān)閉時(shí),由于密封面的密封方式不同,會(huì)產(chǎn)生不同的情況。對(duì)于自動(dòng)密封閘閥(包括平板閘閥),在閥關(guān)閉時(shí),閘板的密封面恰好對(duì)正閥座密封面,即是閥門的全關(guān)位置。但此位置在閥門運(yùn)行條件下是無法監(jiān)視的,因此在實(shí)際使用時(shí)是將閥門關(guān)至下止點(diǎn)的位置作為閘閥全關(guān)位置。由此可見,自動(dòng)密封的閥門全關(guān)位置是按閘板的位置(即行程)來確定的。對(duì)于強(qiáng)制密封的閘閥,閥門關(guān)閉時(shí)必須使閘板向閥座施加壓力。此壓力可以保證閘板和閥座之間的密封面嚴(yán)格地密封,是強(qiáng)制密封閥門的密封力。這個(gè)密封力由于閥桿螺紋的自鎖將會(huì)繼續(xù)作用。顯然,為了向閘板提供密封力,閥桿螺母?jìng)鬟f的力矩比閥門操作過程中的力矩大。由此可見,對(duì)于強(qiáng)制密封的閘閥,閥門的全關(guān)位置是按閥桿螺母所受的力矩大小來確定的。
閥門關(guān)閉后,由于介質(zhì)或環(huán)境溫度的變化,閥門部件的熱膨脹會(huì)使閘板和閥座之間的壓力變大,反映到閥桿螺母上,就為再次開啟閥門帶來困難。所以,開啟閥門所需的力矩比關(guān)閉閥門所需的力矩大。此外,對(duì)于一對(duì)互相接觸的密封面來說,它們之間的靜摩擦系數(shù)也比動(dòng)摩擦系數(shù)大,要使它們從靜止?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),同樣需施加較大的力以克服靜摩擦力;由于溫度變化,使密封面間的壓力變大,需要克服的靜摩擦力也隨之變大,從而使開啟閥門時(shí),對(duì)閥桿螺母上需施加的力矩有時(shí)會(huì)增大很多。
截止閥的操作力矩特性
介質(zhì)由閥門下部進(jìn)入閥門內(nèi)腔的關(guān)閥操作力矩特性。在閥門由全開位置開始關(guān)閉的階段,隨著閥瓣的下降#流體在閥瓣前后造成壓差,以阻止閥瓣下降,而且這個(gè)阻力隨閥瓣下降而迅速增加。當(dāng)閥門全關(guān)時(shí),閥瓣前后壓差等于介質(zhì)工作壓力,這時(shí)阻力zui大。再加以強(qiáng)制的密封力,使閥門關(guān)閉瞬間的操作力增加很快。在閥門開啟過程中,由于介質(zhì)壓力或閥瓣前后壓差造成的推力都是幫助開啟閥門的,所以開閥特性曲線的形狀與圖中曲線相似,但位于圖中曲線的下方。應(yīng)該指出的是,在開閥的瞬間的力矩有可能超過關(guān)閥時(shí)的力矩,因?yàn)榇藭r(shí)要克服較大的靜摩擦力。
截止閥開啟時(shí),閥瓣的開啟高度達(dá)到閥門公稱直徑的$‘(%&)(時(shí),流量即已達(dá)到zui大,即表明閥門已達(dá)到全開位置,所以截止閥的全開位置應(yīng)由閥瓣行程來確定。截止閥關(guān)閉時(shí)的情況和關(guān)嚴(yán)后再次開啟的情況與強(qiáng)制密封式的閘閥相似,因此,閥門的關(guān)閉位置應(yīng)按操作力矩增加到規(guī)定值來確定。
蝶閥的操作力矩特性
蝶閥的操作力矩特性曲線是中間高、兩端低。造成這現(xiàn)象的原因是,蝶閥在中間位置時(shí),流體受蝶板的阻礙,繞過蝶板流動(dòng),會(huì)在蝶板兩側(cè)形成旋流,對(duì)蝶板形成*水力矩,此力矩是迫使蝶板關(guān)閉的。隨著蝶板的開啟或關(guān)閉,流體在蝶板兩側(cè)造成的旋流的影響越來越小,直到旋流消失,這時(shí)蝶板受到的阻力也越來越小,因此形成中間高、兩端低的特性曲線。至于閥門開啟過程中的操作力矩比關(guān)閉過程中的大,其原因則是由于流體對(duì)蝶板造成的動(dòng)水力矩始終是向著關(guān)閥方向的。
非密封型蝶閥的zui大操作力矩出現(xiàn)在中間位置,而密封型蝶閥的zui大操作力矩出現(xiàn)在閥門關(guān)閉時(shí),這是因?yàn)橐郊由蠌?qiáng)制密封力矩的緣故。
蝶閥的閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),它的蝶板和閥桿本身是沒有自鎖能力的。為了使蝶板定位(停止在位置上),一種辦法是在閥桿上附加一個(gè)具有自鎖能力的減速器,在附加蝸輪減速器之后,可以使角位移增加到幾十圈,而操作力矩卻相應(yīng)降低,這樣可以使蝶閥的某些操作性能(如總轉(zhuǎn)圈數(shù)和操作力矩)與其他閥門接近,便于配用電動(dòng)裝置。
對(duì)于強(qiáng)制性密封的蝶閥,它的關(guān)閉位置應(yīng)該按操作力矩升高到規(guī)定值來確定。
球閥的操作力矩特性
球閥的操作力矩特性曲線與蝶閥的很相似,其原因也是由于流體在球體中流向改變時(shí)造成旋流的影響。旋流的影響隨閥門的開啟或關(guān)閉逐漸減小。
球閥由全開到全關(guān),閥桿的旋轉(zhuǎn)角度為90%,球閥要設(shè)機(jī)械限位。球閥的開啟位置和關(guān)閉位置都應(yīng)按閥桿旋轉(zhuǎn)角度來確定的,故球閥是按行程定位的。