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择要:先容圆盘双金属片式蒸汽疏水阀的布局和任务道理,阐发了阀芯的受力,首要对双金属片的力的公式停止推导,针对差别的设想工况,追求较公道的双金属片组合片数,为产物设想供给实际按照。

关健词圆盘双金属片蒸汽疏水阀

一 概述

蒸汽作为首要的二次能源,在浩繁产业范畴获得普遍操纵。蒸汽体系耗损煤占产量的 1/3,已成为能源耗损的首要范畴。蒸汽疏水阀则是保障蒸汽体系普通任务、固结水收受接管操纵、节俭能源的首要独立式节制类阀门。罕见的蒸汽疏水阀按照道理可分为机器型、热静力型和热能源型。热静力型疏水阀本色上是一种独立式温度节制阀,能够经由过程调理排放必然的过冷和过热度的固结水与蒸汽,节能结果明显,在差别场所获得操纵。

双金属型疏水阀是上世纪五十年月中期鼓起的,今朝依然是天下规模内热静力型疏水阀的最首要产物。它是操纵两种温度收缩系数相差很大的双金属组件作为阀门的热能源元件,双金属组件按照蒸汽体系温度和压力的差别,可在差别介质温度中产生差别的变形并产生推力(或拉力),节制阀芯的开、闭,起到阻汽排水感化。操纵该根基道理,差别厂家开辟了五花八门的双金属片组件,罕见的有圆盘型、悬臂梁型、简支梁型、星型等。本文首要切磋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想题目,以期为双金属片式蒸汽疏水阀的设想与开辟供给实际按照和参考。

二 布局与任务道理

以 TB 可调温型为例声名:圆盘双金属片式蒸汽疏水阀布局首要由阀体、双金属片组件、调理组件、SCCV 组件构成。常温下,双金属片呈平坦状况,阀门开启,高温固结水和氛围敏捷排放进来,如图 1 所示。当阀内温度下降时,阀芯在双金属片变形力的感化下向下挪动,排水量减小。阀内温度更高时,双金属片变形加重,迫使阀芯下移封闭,如图 1(右)所示。阀内温度下降后,双金属片变为平坦状况,在弹力的感化下,阀芯开启排水,回到常温状况。

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

调理组件能够经由过程扭转调理螺母来调理双金属片组件的初始位移,调理排水温度。

三 双金属组件热能源元件受力阐发

2.1 成立热推力 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曲折变形公式也可用于普通非纯曲折)。

图 2
图 2

则如图 2 所示双金属片产生了必然的曲折变形,设中间处垂直标的目的上的变形量为 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——一片双金属片产生的热推力(N);
f——双金属片中间处垂直标的目的上的变形量(m);
x——双金属片上任一点到其边缘的间隔(m)。

因为 df/dx 的值远小于 1,略去后积分并令:

公式 1

因为本研讨的是如图 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 计较热推力

又有干系式:

则:一组金属片的热推力为:

公式 4

撤除固结水感化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——比曲折(℃-1);
T——双金属片变形后的温度(℃);
T0——双金属片起头变形时的温度(℃);
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以下:

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 的挑选

密封比压的计较:

公式 8 9

式中:
QMZ——阀座密封面上的总感化力(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 简直定

连系(7)、(8)、(9)和(10)式,得:

公式 11

四 论断

当温差、热推力稳定时,能够经由过程转变双金属片的多少参数 D、d、S 或在双金属片的外形肯定后经由过程选用差别材料来到达差别的设想对单片双金属片的请求。当所需均衡举措力较大时,经由过程叠加双金属片来完成。

本文的推导与阐述,以期为圆盘型双金属型疏水阀关头部件——双金属组件设想供给必然的按照,和给别的型式双金属疏水阀的开辟供给参考。


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