主动循环泵保护阀分类性能分析工作原理
1.主动循环泵保护阀概述
主动循环泵保护阀为了满足工艺流量需求，离心泵系统流量在必定的范畴内波动，太小的流量往往会造成离心泵的温渡过高，把持不稳固，并产生大批的噪声。因此在离心泵的出口安装了主动循环泵保护阀，用来防止介质倒流，并实现系统的小流量回水以保持泵正常运行所需的最小流量，提高了泵的应用效率，减少了泵的故障。
2.泵保护系统性能分析
泵保护系统重要有三种情势。
泵保护系统①带有非调节型旁路减压器的泵保护系统 。
泵保护系统②惯例的泵保护系统 。
泵保护系统③带有主动循环泵保护阀的泵保护系统 。
主动循环泵保护阀因具有流量感知、止回、旁通把持和多级减压等功效, 其性能较好。
3.主动循环泵保护阀工作原理
主动循环泵保护阀的主阀为升降式止回阀 。其主阀从全关到全开的过程中，介质不断从阀体进口流进，克服弹簧力的作用，从阀盖主流出口流出，同时阀瓣上升带动拨杆左端上升。由杠杆原理, 拨杆右端降落，针阀在自重和介质力作用下降落。当主阀全开时，针阀全关，封闭流道B，D 腔与C 腔产生的压差使节流活塞右移，封闭流道A ,结束旁通回流。
当主流出口压力超过额定值时，由于主阀进出口压差转变及弹簧的作用，阀瓣从上到下运动直至封闭，同时带动拨杆左端降落, 右端上升, 针阀开启，打开流道B。D 腔内的介质经流道B 流向旁通出口。由于节流活塞C 腔受力比D 腔大，故节流活塞左移, 打开流道A。此时介质通过流道A，经多级正反螺旋槽减压后回流到高压离心水泵的进口，保证水泵正常运转。
4.主动循环泵保护阀类型
目前钢厂、电厂和化工厂等采用的主动循环泵保护阀重要为美国的YAWAY和HBE公司及德国的SCHROEDAH和HORA公司产品。4 家公司的产品基础上采用了同类型结构，即主阀为弹簧加载的升降式止回阀，副阀为带有减压机构的节流阀。
主动循环泵保护阀按压力级基础上分为两类：
主动循环泵保护阀分类一：低压型(150～300 磅级)
主动循环泵保护阀分类二：高压型(600～2500 磅级) 。
低压型和高压型的主阀结构都是一样的，不同的是旁通副阀的减压机构情势，低压型重要采用节流孔板式减压，高压型则采用多级沟槽式减压.
5 盘算
5.1 重要性能
5.2 重要参数
①阀门流阻系数ζ
ζ = (5104 Fg/ Gy) 2
Fg = π/ 4 ×dg
2 = 3114/ 4 ×13162 = 1451193 6
Gy = 31610
ζ = (5104 ×1451193 6/ 31610) 2 = 51362 7
②主流压降ΔPz
ΔPz = ζ·ρ·V z
2/ 2
V z = Qz / Fz , Qz = 01087 8
Fz = π/ 4 ×dz
2 = 3114/ 4 ×01192 = 01028 3
V z = Qz / Fz = 01087 8/ 01028 3 = 31102 4
ΔPz = 51362 7 ×1 000 ×31102 42/ 2
= 25 80717
③弹簧预压缩量F1
弹簧在阀门全开地位时力的平衡方程为
( F1 + hz ) K + Gz + Pzc ·Fz = PZJ ·Fz
式中 ( F1 + hz ) K ———弹簧对阀瓣的作用力↓
Gz ———阀瓣自重↓
Pzc ·Fz ———主流出口压力对阀瓣的作用力↓
PZJ ·Fz ———主流进口压力对阀瓣的作用力↑
即
( F1 + hz ) K = ( PZJ - Pzc) Fz - Gz
( F1 + hz ) K = ( Pz ·Fz - Gz
阀门在全开地位时,弹簧的压缩量为
F2 = F1 + hz = (ΔPz ·Fz - Gz ) / K = (25
80717 ×01028 3 - 19113) / 5191 = 91121
则弹簧的预压缩量为
F1 = 91121 - 4715 = 43171
④节流面积(按节流串的节流面积和把持前部节流孔面积盘算)
比拟设计数据可知,在节流串中,第一级节流串面积最小,该面积FJL C 为圆台侧面积,即
FJL C = πLJL C ( dJL C + DJL C) / 2
= 3114 ×919 ×(3210 + 4610) / 2 ×10- 6
= 1211235 ×10- 4
把持前部节流孔面积FJL 为
FJL = π/ 4 ×DJL
2 = 3114/ 4 ×01008 52
= 51671 6 ×10- 5
总节流面积FJL Z 为
FJL Z = nJL ×FJL = 14 ×51671 6 ×10- 5
= 7194 ×10- 4
FJL Z < FJL C
所以,旁通流量由把持前部节流孔的面积把持。
5.3 验算旁通流量
5.4 阐明
阀门流阻系数应由实验断定, 理论盘算误差较大,而且主路和旁通的流阻系数显然是不一样的,这里只进行了简略的模仿盘算。在实际设计中弹簧的预压量取值为62 ,而非盘算的43.71 。
6.主动循环泵保护阀改良
齐鲁石化烯烃厂从国外某公司进口的主动循环泵保护阀, 应用几年后, 在工作过程中呈现了外漏及旁通阀能开不能关等故障, 因此委托北京航天石化技巧设备工程公司研制1500 磅级6/ 6/ 2 in1 主动循环泵保护阀1 台及该阀的旁通阀4 套。经对原阀的结构及故障进行分析, 做了改良。
①首先采用盘算机模仿主阀全开、旁通阀全关时的状态, 以此断定拨杆和针阀的行程。
②重新设计O 形圈, 提高密封可靠性。O 形圈(11) 的作用是使C 腔和D 腔产生压差, 使节流活塞能够移动, 因此该O 形圈及其沟槽尺寸的断定非常关键。设计时根据O 形圈新尺度重新选择了O 形圈及对应的沟槽尺寸。应用过程中, 原阀在F 处呈现了外漏。为解决这个标题, 设计时在把持前部上添加了一个O 形圈(6) , 在旁通与阀体之间又增加了一处密封。实际应用证实, O 形圈的设计及添加是合适的。
③针阀E 处的间隙原为0125 mm , 设计时改为110 mm , 间隙加大, 有助于在D 腔形成高压,提高了节流活塞运动的可靠性。
④当阀瓣全部打开时, 带动拨杆向上运动, 针阀在重力作用下降落, 靠锥面密封。针阀假如不能密封, D 腔介质通过流道B 泄荷, D 腔的高压无法建立, 将导致节流活塞不能运动。设计时在把持前部的G处增开一半圆型槽, 使针阀密封单靠重力作用变为靠重力和介质力双重作用, 增大了针阀的密封比压, 提高了旁通副阀工作的可靠性。
⑤在阀盖内腔阀瓣导向段的中心H 处增加了Ф3 mm 的通孔。使封闭的弹簧腔与主阀内腔相通,减小了阀瓣运动时的阻力, 提高了主阀感知流量变更的敏锐度。
⑥改良了节流体铸造工艺。由于节流体内腔为正反螺旋槽结构, 外形复杂, 本来采用砂型铸造,精度较低, 砂眼、搀杂、粘砂等缺点多。设计时改为由盘算机设计三维实体, 通过实体造型仪直接天生蜡模, 两天内即可浇铸成毛坯件。产品精度高,质量好, 生产周期短。
7.主动循环泵保护阀结语
改良后的主动循环泵保护阀应用后果良好。主动循环泵保护阀是一种特别的流量调节阀, 其旁通阀结构复杂, 减压机构需要精心盘算与设计, 并且还须与离心泵组合安装后做流量调节实验, 因此在设计制作实验等方面有必定的难度, 但同时因其在电厂、钢厂和化工厂等行业利用广泛, 并且能节俭大批的资金, 因此有着很好的市场前景。
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