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择要:介绍圆盘双金属片式蒸汽疏水阀的布局和事情原理,剖析了阀芯的受力,次要对双金属片的力的公式举行推导,针对差别的设计工况,寻求较公道的双金属片组合片数,为产品设计提供实际根据。

关健词圆盘双金属片蒸汽疏水阀

一 概述

蒸汽作为紧张的二次动力,在浩繁产业范畴失掉普遍使用。蒸汽体系斲丧煤占产量的 1/3,已成为动力斲丧的紧张范畴。蒸汽疏水阀则是保证蒸汽体系正常事情、固结水接纳使用、浪费动力的紧张独立式控制类阀门。罕见的蒸汽疏水阀依据原理可分为机器型、热静力型和热动力型。热静力型疏水阀本质上是一种独立式温度控制阀,可以经过调治排放肯定的过冷和过热度的固结水与蒸汽,节能结果明显,在差别场所失掉使用。

双金属型疏水阀是上世纪五十年月中期衰亡的,现在仍旧是天下范畴内热静力型疏水阀的最次要产品。它是使用两种温度收缩系数相差很大的双金属组件作为阀门的热动力元件,双金属组件依据蒸汽体系温度和压力的差别,可在差别介质温度中发生差别的变形并发生推力(或拉力),控制阀芯的开、闭,起到阻汽排水作用。使用该根本原理,差别厂家开辟了五花八门[wǔ huā bā mén]的双金属片组件,罕见的有圆盘型、悬臂梁型、简支梁型、星型等。本文次要探究了圆盘型双金属片式蒸汽疏水阀双金属片组件针对差别工况的设计题目,以期为双金属片式蒸汽疏水阀的设计与开辟提供实际根据和参考。

二 布局与事情原理

以 TB 可调温型为例阐明:圆盘双金属片式蒸汽疏水阀布局次要由阀体、双金属片组件、调治组件、SCCV 组件构成。常温下,双金属片呈平坦形态,阀门开启,高温固结水和氛围敏捷排放出去,如图 1 所示。当阀内温度降低时,阀芯在双金属片变形力的作用下向下挪动,排水量减小。阀内温度更高时,双金属片变形加剧,迫使阀芯下移封闭,如图 1(右)所示。阀内温度低落后,双金属片变为平坦形态,在弹力的作用下,阀芯开启排水,回到常温形态。

一种圆盘双金属式疏水阀的布局(图 1)
图 1 一种圆盘双金属式疏水阀的布局

调治组件可以经过旋转调治螺母来调治双金属片组件的初始位移,调治排水温度。

三 双金属组件热动力元件受力剖析

2.1 创建热推力 F 与挠度 f 的数学模子

起首假定:(1)把双金属片当作一刚性简支梁;(2)疏忽变形对其剪力的影响(则用中性层曲率表现的弯曲变形公式也可用于一样平常非纯弯曲)。

图 2
图 2

则如图 2 所示双金属片发生了肯定的弯曲变形,设中心处垂直偏向上的变形量为 f,任一点 x 处的弯矩与挠度的干系为:

干系式

式中:
D——双金属片内径(m);
E——双金属片弹性模量(Pa);
l——双金属片截面的极惯性钜(m4);
F——一片双金属片发生的热推力(N);
f——双金属片中心处垂直偏向上的变形量(m);
x——双金属片上任一点到其边沿的间隔(m)。

由于 df/dx 的值远小于 1,略去后积分并令:

公式 1

由于本研讨的是如图 3 所示的环形双金属片,则:

公式 2

环形双金属片表示图(图 3)
图 3

2.2 盘算热推力

又有干系式:

则:一组金属片的热推力为:

公式 4

撤除固结水作用在金属片上的压力后的热推力为:

公式 5

则:n 组金属片的热推力:

公式 6

式中:
P0——入口压力(Pa);
k——比弯曲(℃-1);
T——双金属片变形后的温度(℃);
T0——双金属片开端变形时的温度(℃);
n——双金属片组的个数。

2.3 双金属片导阀所需举措均衡力

闭阀后,阀外部力的均衡方程式如下:

F1≥F2-F3

即:

公式 7

式中:
F2——阀瓣封闭后其阀孔前的力(N);
F3——阀瓣封闭后其阀孔后的力(N);
n——双金属片组的个数;
P1——阀瓣封闭后其阀后压力(Pa);
A0——阀座孔截面积(m2)。

2.4 密封比压 q 的选择

密封比压的盘算:

公式 8 9

式中:
QMZ——阀座密封面上的总作用力(N);
dm——阀座密封面内径(m);
bm——阀座密封面宽度(m);
q——密封比压(Pa);
q——许用密封比压(Pa)。

2.5 双金属片组片数 n 确实定

联合(7)、(8)、(9)和(10)式,得:

公式 11

四 结论

当温差、热推力稳定时,可以经过改动双金属片的多少参数 D、d、S 大概在双金属片的外形确定后经过选用差别质料来到达差别的设计对单片双金属片的要求。当所需均衡举措力较大时,经过叠加双金属片来完成。

本文的推导与叙述,以期为圆盘型双金属型疏水阀要害部件——双金属组件设计提供肯定的根据,以及给别的型式双金属疏水阀的开辟提供参考。


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