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軸流閥設(shè)計的發(fā)展歷程

作者: 得銳自動化發(fā)表時間:2019-08-08 08:40:54瀏覽量:1968

英國Goodwin國際有限公司已成功開發(fā)出多種軸流閥產(chǎn)品,適用于隔斷和控制功能。而且通過和德國Noreva公司聯(lián)手,他們還針對頗具挑戰(zhàn)性的低流率氣體工況,研制了一款新型的軸流止回閥。這些創(chuàng)新設(shè)計融合了多種獨特優(yōu)勢,因此已申報了多項國際專利。


      歷經(jīng)了若干年超乎預(yù)料的高速增長后,國際市場對工業(yè)產(chǎn)品,尤其是油氣領(lǐng)城產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)增速放緩的趨勢。這種趨勢恰好是針對未來市場,開發(fā)新產(chǎn)品的機(jī)遇和動力。


      英國Goodwin國際有限公司已成功開發(fā)出多種軸流閥產(chǎn)品,適用于隔斷和控制功能。而且通過和德國Noreva公司聯(lián)手,他們還針對頗具挑戰(zhàn)性的低流率氣體工況,研制了一款新型的軸流止回閥。這些創(chuàng)新設(shè)計融合了多種獨特優(yōu)勢,因此已申報了多項國際專利。

軸流閥

      軸流隔斷閥

      軸流閥應(yīng)用于油氣行業(yè)已經(jīng)有五十年左右的歷史。和更為常見的截止閥、閘閥和球閥相比,軸流閥在若干領(lǐng)域擁有多項優(yōu)勢:


      1.緊密關(guān)閉和密封性能,使用壽命長


      2.閥體上下游的壓降小

      3.湍流小

      4.驅(qū)動力小

      5.快速軟關(guān)閉
      6.可靠性高、保養(yǎng)間隔長

      軸流隔斷閥可以在兩秒鐘內(nèi),從全開迅速轉(zhuǎn)換到全關(guān)閥位,而且使用多年后,仍可以保持極低的閥座泄漏率。為了確保閥門正常運行、密封性能完好,關(guān)鍵是要確保閥門在開位時,主流道密封元件必須位于流道之外。

      實現(xiàn)迅速關(guān)閉的基礎(chǔ)是需要的驅(qū)動力較低,只需小型執(zhí)行器就能勝任。由于閥門具有內(nèi)在的壓力平衡機(jī)制,驅(qū)動閥門時,主要的阻力只是密封元件和機(jī)械零件的摩擦力。這也是有利于延長閥門使用壽命的一大利好。軸流設(shè)計的另一特點是流體通過閥腔時湍流較小。流體流出閥腔后,恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)所需時間比同等尺寸截止閥所需時間短得多。這一優(yōu)勢也有利于優(yōu)化下游設(shè)備和管道的性能之壽命。


      盡管性能優(yōu)勢非常顯著,但軸流閥的制造并不簡單。只有高水平的工程師和先造專家,才能通過研究來克報技術(shù)難題,特別是突破歷史性的設(shè)計限制。此外,新設(shè)計理念也需要接受大量耐久性試驗。

      三件式閥體



      在用于油氣行業(yè)的軸流閥中,大多采用的都是單體鑄造式閥體。單體鑄造的技術(shù)難度很高,會造成不必要的高昂成本和較長的交貨期,而且大多數(shù)情況下無法全方位地實施無損檢測。

      Goodwin國際有限公司開發(fā)的三件式閥體克服了上述弊端。它標(biāo)配了初級和二級火災(zāi)安全密封元件,可以采用鍛造材料制成承壓邊界部件,還可以靈活地在入口和出口端配置不同類型接口。

      齒輪齒條傳動


      軸流閥最常用的操作機(jī)制是非傳統(tǒng)的滑動齒條結(jié)構(gòu)。橫向和縱向齒條上的齒牙都是沿45度角切削,以便把縱向的直線運動轉(zhuǎn)換成橫向直線運動,從而驅(qū)動閥門的啟閉。這種經(jīng)典的結(jié)構(gòu)設(shè)計本身有著先天的缺憾,它非常容易結(jié)垢。應(yīng)對的辦法當(dāng)然是有的,主要是提高部件的表面硬度。盡管可以采取這類措施,長期磨損還是會導(dǎo)致滑動部件表面的情況惡化。因此還是存在結(jié)垢和淤積的潛在風(fēng)險。

      作為采用齒輪齒條機(jī)制,將縱向直線運動轉(zhuǎn)換成橫向直線運動的軸流閥,它的設(shè)計既能應(yīng)對雜質(zhì)淤積的問題,又能確保高精確性和可靠性。滾動齒輪傳動機(jī)制通過了反復(fù)的試驗和驗證,被業(yè)界廣泛認(rèn)可為堅固而且防結(jié)垢的解決方案。

      軸流控制閥



      對于軸流隔斷閥接受的眾多耐久性試驗,軸流控制剛好用作有利的背書,因為兩者的內(nèi)部機(jī)械機(jī)構(gòu)和密封系統(tǒng)是一樣的。通過類似的機(jī)械原理,軸流隔斷閥和控制閥的研制效率得到了顯著提高。


      軸流式閥體尤其適合用作控制閥,因為閥體本身引起的壓力損失極小。這樣的好處在于,控制閥的最小調(diào)節(jié)幅度基本接近于閥體的總壓降。與之形成明顯反差的是截止閥,它的幾何結(jié)構(gòu)決定了截止閥的壓力損失極大,而且不受控制。

      在設(shè)計階段,閥門和閥芯會按照不同的設(shè)置和安裝條件,進(jìn)行全方位的CFD(計算流體動力學(xué))仿真模擬。這可以給設(shè)計提供有力的參考,但并沒有取代對于在役閥門的試驗。

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