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往复式低温液体泵排出阀型式的探讨

点击次数:1131 发布时间:2011-09-20

    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0π2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π2π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。
 

       
带弹簧的平板阀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。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150Lh的泵宜采用前种排液阀,而流量大于150Lh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。/  

 
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