别小看这个安装方向!黄铜内外丝专用截止阀“低进高出”的科学道理
在流体管道系统里,截止阀起着极其关键的“开关”作用,用来截断亦或是接通管路中的介质。当中,黄铜内外丝专用截止阀凭借其良好的耐腐蚀性、机械加工性能以及适中的成本,在给水、供暖、燃气等中低压民用以及工业领域被广泛应用。要保证这类阀门长时间可靠地密封,一个关键却常常被忽视的要点是:安装的时候必须保证介质流动方向是“从阀盘(阀瓣)的下方流入,上方流出”。这一要求并非随意设定,而是基于深刻的流体力学与机械密封原理。
若要理解这一点,首先得知晓截止阀的核心密封部件,阀体内部存在一个被称作“阀座”的环形密封面,有一个能够上下移动的圆盘状部件,也就是“阀盘”(或者阀瓣),它借助其底部的密封面,此密封面通常镶嵌着非金属密封材料,比如橡胶、聚四氟乙烯等,又或者采用金属与金属的线接触方式,与阀座紧密贴合,以此达成关闭和密封,阀盘经由阀杆与手轮相连,由人工或者执行机构予以驱动。
阀门关闭之际,密封最终呈现的效果,并非单纯依靠我们转动手轮致使阀盘朝着阀座方向施加的那种开启时的预紧力,而是更巧妙地借助介质自身所具备的压力,以此来强化密封效果。这便是所谓“低进高出”这种安装方式的关键精髓之处。
关于流体压力辅助密封原理,当介质从阀盘下方流入,在关闭阀门之后,介质压力作用于阀盘的底部,这个向上的流体压力会与操作者借助阀杆施加的向下的机械压力同向叠加,二者共同把阀盘的密封面更紧地压向阀座,压力越高,这种辅助的压紧力越大,进而形成一种自紧式密封效果,极大地提高了密封的可靠性和承压能力。
相反,如果安装方向有误,也就是介质从阀盘上方流入,那么关闭阀门之后,介质压力会作用在阀盘的顶部位置,进而产生一个向上的力,其试图将阀盘顶离阀座。在这种情况下,阀杆的机械压力必须单独去克服这个强大的“顶开力”,才能够实现密封。这不但需要更大的操作扭矩,还容易致使阀杆及密封件过早地磨损,并且在压力出现波动的时候极易发生泄漏现象,使得密封可靠性大幅降低。
阀杆承受力与填料进行密封:“低进高出”存在着另外一个优势之处,当处于阀门开启的状态情形下,介质所具备的压力会作用于阀盘的底部位置,其合力所呈现的方向是朝着阀体腔室的内部方向,这对于减轻阀杆以及阀杆和阀盖之间填料函所承受的力是有帮助作用的。填料函是用于防止介质沿着阀杆向外泄漏的动态密封点所在之处。减轻这个地方的压力,这就意味着填料函的密封负担会更小一些,出现泄漏的风险就会更低,其使用的寿命会更长一些。要是进行反向安装的话,开启的时候介质压力会直接朝着上方去推挤阀盘和阀杆,从而加剧填料函所承受的负荷,很容易导致这个地方出现泄漏情况。
稳定阀盘方面,介质从下方流入时,能让阀盘启、闭运行更平稳,可减少流体紊流致振。防冲刷方面,阀门部分开启调流量时,介质从阀盘与阀座缝隙流出,对阀座密封面直射冲刷弱。若反向装,高速流体直射关键阀座密封区,久了易致密封面冲蚀伤,影响关闭密封性。
黄铜材质被选用,这增强了此系统的适用性,黄铜具备良好的铸造性能,黄铜具备良好的机加工性能,凭借这些性能能制造出精密的阀座与阀盘配合面,同时,黄铜对于水有较好的耐腐蚀性,黄铜对于蒸汽有较好的耐腐蚀性,黄铜对于空气有较好的耐腐蚀性,黄铜对于燃油等许多介质有较好的耐腐蚀性,并且黄铜不易产生火花,其安全性高,而内外螺纹连接这种形式,也就是内丝与外丝的连接形式,便于与常见的镀锌钢管直接连接,内外螺纹连接形式便于与铜管直接连接,内外螺纹连接形式便于与其他螺纹接口的管件直接连接,这种连接形式安装简便。
针对黄铜内外丝专用截止阀,务必严格依照“介质从阀盘下方流入”这个安装方向来操作,这绝不是毫无意义的行为。它精巧地借助流体动力学原理达成了介质势能向辅助密封有利因素的转化,可以得以实现机械力与流体力的共同作用,进而确保阀门在关闭状态时能达到绝对密封,并且保护了阀杆填料密封,延长了阀门整体的使用寿命。正确的安装是阀门发挥其设计性能、保障管路系统安全且无泄漏运行的前提条件。
