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往复式低温液体泵排出阀型式的探讨
作者:江西制氧机厂 张庆红
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【摘要】往复式低温液体泵排出阀型式的探讨

往复式低温液体泵是将低温液体(如液氧、液氮、液氩)增压充瓶或管道输送到用氧处的低温设备,以其结构简单、运转平稳可靠、安全经济、转速较低等特性深受用户的青睐。往复泵中的吸人阀和排出阀是其核心所在,因此排出阀的使用寿命是影响往复泵使用效果的重要因素之一。

阀的基本要求有:(1)在关闭时有良好的密封性,没有液体串漏。(2)阀的开启和关闭动作,要与活塞的运动协调一致,否则由于阀的滞后现象而引起低温液体的泄漏,使泵的容积效率降低。(3)要求阀平稳地工作,特别是阀关闭时,没有严重的撞击现象,导向要灵活,不得有卡住现象。(4)低温液体流经阀时,其阻力损失要小。 (5)结构简单,加工工艺性要好,检修方便。(6)要有足够的强度和刚度,耐磨性要好,使用寿命要长。

1 阀门的运动规律

根据阀板上下力的平衡及流体力学的伯努力方程和流体流经阀隙(小孔)时流量公式,可得出阀升程hv,速度V和加速度a与转角Φ的关系。

可见,在转角Φ等于0到π/2范围内,阀的速度为正值,而加速度为负值。阀上升时,是一种减速运动。在Φ等于π/2到π范围内,阀瓣下降,阀的速度为负值,而加速度也为负值,说明阀瓣落下时是一种增速运动,这会加强对阀座的冲击。由于实际上阀在工作时是不断运动的,存在一种魏斯特法尔现象,在排出行程开始的瞬间,阀并未升起,经过一滞后角后,阀才开始动作,较活塞滞后,在排出行程终了的瞬间,阀尚未关闭,停留在升程为hmax的高度,经过一滞后角后,阀才关闭。

2 阀的种类及结构型式

排出阀的型式有许多,如平板阀、环状阀、锥形阀、球面阀等,但其开启和关闭的力,都是依靠 阀前后的液体压力差来进行的。现就两种典型的结 构形式作个比较,其结构见图2、图3。

带弹簧的平板阀(如图2),一般阀杆选用材料 为不锈钢而阀座材料选用黄铜,两者撞击产生的碰撞力较大,阀门寿命较短,需要经常对研阀杆阀座。 图3用的阀芯材料为聚四氟乙烯,阀座材料为黄铜, 两者撞击产生的碰力较小,阀门寿命较长,且其结构简单,维修起来方便。实践证明,在大流量、高压力的情况下,后者使用效果好于前者,充瓶的压力越高,反向压力越大,阀门越易封死。后者作为易损件,成本也远远低于前者。但是在小流量、低压力的 情况下,后者使用效果欠佳。阀的工作滞后性使得阀门不能及时关闭,因低压力状态下压力差值偏小,又无弹簧力推动阀门及时动作,经常会造成压力打 不上的情况。一般说来,流量低于150L/h的泵宜 采用前种排液阀,而流量大于150 L/h的泵可采用后者结构简单的排液阀,可以带来明显的经济效益。 通常在设计上两者可设计成有互换性的安装,根据 实际情况选用。
(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (4/29/2004)
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