控制閥主要有直行程(圖1)和角行程(圖2)兩種。直行程控制閥由閥體、閥內件、直行程控制器及控制元件組成,通過提升閥內件以改變開口大小調節流量。角行程控制閥的流體截流元件(全球、部分球、閥瓣或球塞)在流體通道裡旋轉,以控制閥門流量。V型球調節閥的流體截流元件是V形切口扇形球閥瓣,屬於部分球體角行程控制閥類。
近二十年,中國改革開放以來,工業生產飛速發展,尤其是石油、化工、鋼鐵、醫療、衛生、供水、汙水等行業發展迅速。我司緊隨工業發展的步伐,大力發展不鏽鋼閥門,尤其在控制閥方面,每年就以20%的速度遞增,至2007年僅控制閥部分國內銷售額即達人民幣5000多萬。2008年在金融危機的影響下,仍保持了良好的銷售勢頭。經過分析和比較,我司的控制閥銷售主要以電、氣動球閥及蝶閥為主,其中V型球控制閥由於具有各種優點:如密封性能好、能承受高壓差、可調比大、穩定性好等,因而適應了社會的發展需求,發展速度幾乎每年成倍增長。
我司V型球控制閥之所以受廣大客戶喜愛,主要有如下特點:
1、我司閥門材質大多數為SS316L、SS316、SS304以及特種合金如哈氏合金、雙相合金等等。球墊包含PTFE、DELRIN、PEEK材質及金屬硬密封,以滿足客戶不同的需求。且我司有近千種化學、生物各種流體腐蝕數據表,可供選用相應的材質。
2、我司V型球調節閥有準確的各種規格開度,Cv值數據以及每種規格開度相對應的固有流量特性係數,如Xt、FL等。我司有適合於計算準確Cv值的計算公式和計算軟體,保證計算精確度。
3、可更換性強,如在同一管道中,小流量調節更換成大流量調節比較方便。
4、我司提供多種規格和配置可供選擇,有模擬量、智能型和數字控制可供選擇,執行器有電動、氣動等,還可以根據用戶需求選擇各種壓力、流量、溫度的變送器以適應全部的控制系統。
5、我司有專業研發設計小組,針對不同的用戶、不同工況,設計開發不同的產品,以滿足大流量的精細調節和小流量精細調節的需求。
6、成本低,管道上因球閥密封性能好,無需兩端再加閥門,同時球閥本身成本也低於直行程調節閥。
下面就V型球控制閥的結構特點、計算方法及選型做進一步的詳細說明。
一、V型球控制閥的結構
1、V型球控制閥的結構
V型球控制閥在結構上相同於球閥,不同部分在於截流元件為扇形部分的球體。在球體上具有V形切口形成的節流輪廓設計,利用球芯轉動與閥座相割打開的面積來流量。其控制部分可以選用電動(如圖3)(90°迴轉比例型)或氣動調節型(如圖4、圖5)(90°迴轉氣動執行器和定位器組成)。
2、V型球控制閥主要優點如下:
<1>流阻係數小,僅為0.3%~0.4%,壓力恢復係數FL值較小,具有高壓力恢復能力,產生的壓力降較小,流量係數較大,約比直行程大1.5~3倍。
<2>防堵性能好,因為介質在閥體內基本直通,不易形成沉澱,故其「自潔性」能好。V型球控制閥的設計流路特別適合於衝刷性或粘滯性流體、紙漿等包含混合固體、纖維漿料的流體。
<3> 連接方式多樣,可選用法蘭、螺紋、焊接等各種連接方式。
<4>密封性能好
球體密封為雙向密封,閥芯為球面,與軟密封閥座相切,所以密封性能好,零洩漏;閥杆運動方式為轉動,介質不易向外滲漏。檢驗標準按照API598執行:低壓密封時用5-7bar氣壓檢驗零洩漏,而ANSI B16.104檢測標準中檢測氣壓為3.5bar且無零洩漏要求。V型球體的控制開度通常為90°,閥座相對靜止。在球體旋轉和關閉時產生剪切效果,克服顆粒纖維粘附現象,所以可以保證優良的切斷密封性能及可靠性。
<5> 允許壓差大
V型球控制閥運動方式為球芯轉動,不平衡力矩為「力x力臂」,因力臂小,力矩小,故允許壓差大,可達6000pis以上。
<6> 耐衝蝕性能好
在高壓差情形下,直行程閥內的高速流動介質直接對著閥芯頭部衝蝕,故其耐衝蝕性能差。而在V型球控制閥內,介質直通,從而避免介質對閥芯直接衝蝕,故其耐衝蝕性能好。
<7> 不易產生振動
V型球控制閥的閥杆、球芯運動方式為轉動,與管道上閥的上下震動不同拍,所以不易產生共振。
<8> 可調範圍R大
V型球其獨特的流路設計形成了近似等百分比流量特性,可調比大於300:1,具有連續二位式邏輯開、關切斷控制功能。工作適應範圍廣,控制功能強。通常閥門的R=30,而V型球控制閥R=50。
<9> 小開度工作性能好
由於受到結構的限制,直行程控制閥小開度工作性能差,產生啟跳和振蕩,R值很小(即最小流量Qmin很大),即比較差的小流量微調功能,但V型球控制閥可以很好的滿足小流量調節,且工作十分平衡。
二、V型球控制閥Cv值的計算
對於不同介質及工況,應當選用不同的計算公式,我司計算公式如下:
計算時注意要點:①單位要統一,美制單位和公制單位要區分清楚;②對照CV值表時,應當按照生產廠家的CV值表進行選擇;③流量係數的選擇應當按照生產工廠的閥門特有流量係數選擇。
四、總結
由於V型球控制閥具有等百分比等流量特性,有著良好的可調比、控制和關閉能力以及其他優點,因而在過程控制中將會獲得廣泛應用,具有良好的發展前景。