試論雙閥瓣截止閥的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

何順高 陳剛倫

吉泰閥門有限公司 浙江溫州 325000

雙閥瓣截止閥是截?cái)囝惞艿篱y門的一種，相較于閘閥，其閥瓣封閉面與閥座封閉面的摩擦力更小，不容易磨損，而且結(jié)構(gòu)也更加簡(jiǎn)單，為前期的制造與后續(xù)的維修提供了極大的便利，因此，應(yīng)深入分析該類閥門的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，尋求更好的設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用方法，以充分發(fā)揮該閥門的優(yōu)勢(shì)，提高管道體系運(yùn)行效果。

1 雙閥瓣截止閥的設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)原理定位

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要先明確配套的原理定位，給予具體的細(xì)部設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)基礎(chǔ)，保證雙閥瓣截止閥的設(shè)計(jì)方案，能夠滿足實(shí)際使用要求，增強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的合理性。在此過(guò)程中，該類型截止閥的設(shè)計(jì)原理應(yīng)當(dāng)為其具體的運(yùn)作原理，以便于設(shè)計(jì)者基于其運(yùn)作規(guī)律，來(lái)開展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計(jì)?；诖?，根據(jù)相關(guān)的力學(xué)、流體學(xué)理論，可以得出，閥門的運(yùn)作原理應(yīng)為，閥門關(guān)閉時(shí)，流體進(jìn)入截止閥的大閥瓣結(jié)構(gòu)內(nèi)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)裝置，帶動(dòng)閥桿運(yùn)作，開啟小閥瓣，使其中的密封被打開，促進(jìn)流體流出小閥瓣，導(dǎo)致閥門兩側(cè)的壓力差不斷降低，此時(shí)，小閥瓣將會(huì)繼續(xù)打開，閥桿也會(huì)持續(xù)上升，直至將大閥瓣、外密封開啟，閥門完全打開。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

雙閥瓣截止閥的結(jié)構(gòu)主要以大、小兩個(gè)閥瓣為主，為了保證開啟時(shí)流體可以順利流動(dòng)，避免高濃度流體的淤積問(wèn)題，設(shè)計(jì)者將兩個(gè)閥瓣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成了讓流體實(shí)現(xiàn)高進(jìn)低出的結(jié)構(gòu)，以利用重力，推動(dòng)流體在閥門開啟時(shí)的順暢流動(dòng)，而且將大小兩個(gè)閥瓣的直徑比例設(shè)計(jì)為1：2，增強(qiáng)重力對(duì)流體流動(dòng)的作用力，優(yōu)化閥門使用性能。在閥桿、小閥瓣之間的連接結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計(jì)者采用了T 型槽，作為兩者的連接結(jié)構(gòu)，以期借助T 型槽的萬(wàn)向性，提高兩者相互運(yùn)動(dòng)的靈活性，同時(shí)，設(shè)計(jì)者還將閥桿的端部與大閥瓣的壓蓋相連，并結(jié)合止動(dòng)圈，將兩者鎖緊，避免了閥門閉合期間，閥體與閥瓣之間的旋轉(zhuǎn)摩擦，減少閥門在運(yùn)行過(guò)程中所受的摩擦損傷。為了增強(qiáng)密封面的可靠性，設(shè)計(jì)者在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還采用了平面強(qiáng)制密封模式，作為內(nèi)密封方案，以強(qiáng)化閥座密封平面與閥瓣之間的貼合度，使密封效果更加可靠，優(yōu)化閥門結(jié)構(gòu)性能。

1.3 參數(shù)設(shè)計(jì)

參數(shù)設(shè)計(jì)作為雙閥瓣截止閥設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)者需要基于現(xiàn)行的閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)，結(jié)合甲方的設(shè)計(jì)要求，計(jì)算出截止閥配套運(yùn)行參數(shù)，以達(dá)到參數(shù)設(shè)計(jì)的目的。在此過(guò)程中，由于閥桿是閥門開關(guān)的主要驅(qū)動(dòng)裝置，因此，設(shè)計(jì)者需要設(shè)計(jì)的參數(shù)內(nèi)容，以閥桿上總作用力為主。在該項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算中，設(shè)計(jì)者需要按照公式，F(xiàn)Z=FZ1+FZ2、FZ1=FMJ1+FT+FJ-FP+FGI、FZ2=FMJ2+FG2 進(jìn)行計(jì)算，其中，F(xiàn)Z 為所求參數(shù)、FZ1 為開啟大閥瓣所需作用力值、FZ2 開啟小閥瓣所需作用力值、FMJ1 為流體向小閥瓣所施加的作用力值、FMJ2 為流體向大閥瓣所施加的作用力值、FT 為閥桿所受摩擦力、FJ 為開啟狀態(tài)下，內(nèi)部總摩擦力、FP 為流體向閥桿施加的軸向力值、FG1 為小閥瓣密封結(jié)構(gòu)所受的重力、FG2 為大閥瓣密封結(jié)構(gòu)所受的重力。此外，參與計(jì)算數(shù)值的單位均為N。

2 雙閥瓣截止閥的應(yīng)用

2.1 閥門開啟環(huán)節(jié)

在截止閥的應(yīng)用中，開啟、關(guān)閉操作作為截止閥的主要應(yīng)用行為，操作者通過(guò)規(guī)范化閥門開啟操作，能夠有效利用雙閥瓣截止閥的優(yōu)勢(shì)性能，保證截?cái)嗖僮黜樌_(dá)到預(yù)期效果。其中，在開啟環(huán)節(jié)中，操作者需要使用執(zhí)行器，向上操縱閥桿，使其帶動(dòng)小閥瓣一同上移，此時(shí)，管道中的流體就會(huì)流入泄壓孔，降低雙閥瓣截止閥的閥門出入口壓力，而此處的壓力越小，閥瓣所受的流體向下壓力也越小，同時(shí)，操作者需要持續(xù)操作執(zhí)行器，讓閥桿帶動(dòng)小閥瓣繼續(xù)向上移動(dòng)，即可開啟閥門。在此過(guò)程中，由于小閥瓣、泄壓孔的作用，使得開啟閥門所需的作用力大大減少，使開啟操作更加便捷，而且，開啟所需作用力的減小，也讓外界對(duì)閥門的作用力降低，減少了閥門結(jié)構(gòu)內(nèi)所形成的摩擦力，提高該類型閥門的應(yīng)用效果。

2.2 閥門關(guān)閉環(huán)節(jié)

在關(guān)閉這一雙閥瓣截止閥應(yīng)用環(huán)節(jié)中，操作者需要使用執(zhí)行器，將閥桿向下移動(dòng)，此時(shí)，大閥瓣上的密封面就會(huì)直接接觸閥座的密封面，以及小閥瓣上的密封面。然后，操作者繼續(xù)進(jìn)行閥桿的下移操作，使密封面之間的密封力逐漸增加，但依然存在少量的流體泄漏。不過(guò)，在 “高進(jìn)低出” 的閥門結(jié)構(gòu)內(nèi)，進(jìn)出口之間會(huì)形成較大的壓差，導(dǎo)致流體對(duì)閥瓣形成向下的壓力，而這部分壓力會(huì)在很大程度上，加強(qiáng)密封面之間的壓力，直至兩個(gè)密封面的密封比壓達(dá)到既定的密封比壓，使閥門徹底關(guān)閉，達(dá)到完全阻斷流體的效果。在此過(guò)程中，“高進(jìn)低出” 的結(jié)構(gòu)，極大地增加了閥門的關(guān)閉力，使其具有更加可靠的流體阻斷效果，優(yōu)化了截止閥的截?cái)嘈阅芩?，有助于各類管道截止操作的有效落?shí)[1]。

2.3 應(yīng)用注意事項(xiàng)

在具體的雙閥瓣截止閥應(yīng)用中，操作者還需注意以下幾項(xiàng)內(nèi)容，以保證截止閥的應(yīng)用效果。

第一，在截止閥應(yīng)用中，如果將其作為啟閉裝置，則必須保持其全關(guān)或全開的狀態(tài)，嚴(yán)禁半開、半關(guān)；第二，在安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)流體的方向，進(jìn)行設(shè)置，嚴(yán)禁反裝，且需注意在安裝前，檢查好其內(nèi)部結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活、密封面質(zhì)量是否合格；第三，截止閥在運(yùn)行當(dāng)中，一旦出現(xiàn)了密封圈刮傷、損壞，則應(yīng)立即予以更換，且更換下來(lái)的密封圈不得重復(fù)使用，以免出現(xiàn)流體泄漏問(wèn)題；第四，若在截止閥應(yīng)用期間，出現(xiàn)了中腔泄漏情況，應(yīng)先擰緊螺母，遏制泄漏問(wèn)題，但如果依然無(wú)法密封，就需提升閥桿，緊固密封圈，以實(shí)現(xiàn)密封。但此時(shí)，壓緊螺母可能會(huì)松脫，需操作者再次將其擰緊[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，增強(qiáng)雙閥瓣截止閥的設(shè)計(jì)使用效果，能夠提升管道設(shè)施建設(shè)水平。在截止閥制造、應(yīng)用領(lǐng)域，借助科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方案，有助于雙閥瓣截止閥產(chǎn)品質(zhì)量水平的提升，同時(shí)，有效應(yīng)用該類型截止閥，可以增強(qiáng)管道流體截?cái)嗫刂菩Ч?，?yōu)化管道體系的運(yùn)行狀態(tài)。