杠杆活塞钟形浮子式疏水阀最高背压率的计算

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M aximum back pressure rate calculation on steam trap oflever piston and floating bellZHANG Zhi-ming(Gan Su Hong Feng Machinery Co.Ltd，Pingliang 744000，China)Abstract：The article describes the structure of steam trap of lever piston and floating bell，workingprinciple，sets forth the calculation method of maximum back pressure。

Key words：steam trap ；lever-type；piston；type of bell floating；high back pressure1 概述杠杆活塞钟形浮子式疏水阀(以下简称疏水阀)汽水分离可靠，没有蒸汽夹带和泄漏等蒸汽损失，没有空气和蒸汽障碍，能畅通的排除凝结水，耐久性好，背压率高，可达90%以上，有利于回收凝结水。

2 工作原理杠杆活塞钟形浮子式疏水阀是杠杆式和活塞式的钟形浮子式疏水阀的结合(图1)。钟形罩利用杠杆机构带动副阀芯升降运动，采用活塞机构带动主阀芯升降运动。

2.1 主和副阀座孔开启状态凝结水充满阀体内腔(钟形罩内外)，主阀和钟形罩处于下沉状态，凝结水(可含空气)通过主阀座孔排出，阀处于大量排水状态。

2.2 由开启趋向关闭凝结水夹带的少量蒸汽进入钟形罩内，在钟形罩内逐渐形成蒸汽腔，浮力渐渐大于重力，钟形罩上浮，通过杠杆带动主和副阀芯上升。先关闭主阀座孔，后关闭副阀座孔。最高工作压力时，计算的杠杆作者简介：张志敏(1971-)，女，工程师，从事阀门设计、制造工作。

等折合在钟形罩轴线上的等效重力小于等效浮力的95%，钟形罩能快速上升，效果优良。

1.阀体 2.阀盖 3.主阀座 4.主阀瓣 5.副阀瓣6.反密封座孔 7.杠杆机构 8.钟形罩图 1 杠杆差压钟形浮子式疏水阀2.3 主和副阀座孔关闭当主和副阀座孔均关闭后，排出通道被切断，凝结水和蒸汽都不能通过阀座孔排出，阀门处于关闭状态。

阀 门 2012年第6期2.4 由关闭转入副阀小孑L开启钟形罩内的蒸汽-部分凝结成水，-部分从排汽凶逸出，浮力减小，钟形罩下沉，通过杠杆带动副阀芯下沉打开副阀座孔，阀处于小排量排水状态。

最高工作压力时，利用副阀芯临界开启力平衡方程计算的平衡态罩内充汽高度与钟形罩的总高度比例约为50%。最低工作压力时，利用副阀芯临界开启力平衡方程计算的平衡态罩内充汽高度与钟形罩的总高度比例约为 80%，能顺利实现由关闭转入副阀凶开启状态。

2.5 副阀开启主阀关闭副阀凶呈开启状态，至副阀下端没有关闭反密封座孔，反密封阀开，主阀仍处于关闭状态。液体压力差关闭主阀孑L的力(计算值)不小于打开主阀芯部件的有效重力。

2.6 由副阀座孔开启趋向主阀座孔开启钟形罩内蒸汽继续不断凝结和逸出，钟形罩和副阀继续下沉，直至副阀下端关闭反密封座孔。此时主阀下端与内腔通出口管线，而主阀的上端，处在凝结水压力的作用下，使主阀开始下沉，阀趋向主阀孔开启状态。

3 设计计算蒸汽疏水阀最高背压率是最高工作背压与最高工作压力的百分比。最高工作背压是在最高工作压力下，能正确动作时蒸汽疏水阀出口端的最高压力。

最高工作压力是在正确动作条件下，蒸汽疏水阀进口端的最高压力，由制造厂给定。

GB/T 22654-2008标准规定的最高背压率机械型不小于80%。国标规定的蒸汽疏水阀合格品，实际是最高背压率的最小值，而无法判定最高背压率的最大值。选认大安全裕量，通常制造厂给定最高工作压力(PMO)等于试验时凝结水直排大气的条件下测量的最高工作压力，就等于最大工作压差数值。这种给定最高工作压力(PMO)方法的优点是安全系数较大，使用方便。

最高背压率是疏水阀的关键性能参数之-，计算最高背压率是疏水阀设计计算的重要项目。

杠杆活塞钟形浮子式疏水阀的最高背压率的计算方法见图2和表 1。

fF!lI局部放大1.主阀 2.副阀D2-主阀l直径，llnl G2-主阀 1的质量，N- 主阀座孔径，rnm dl-副阀座孔径，iYlin 蒸汽压力，/IPaFPl-P对主阀1向上的作用力，N，P2-P对主阀l向下的作用力，N- 杠杆等折合在钟形罩轴线上的等效重力，N口6-长力臂 ，mlTl 6-短力臂 ，mm- 杠杆等折合在钟形罩轴线上的等效浮力，N图2 主阀芯临界开启受力状态表 1 主阀芯临界开启力平衡方程计算2012年第6期 阀 门 ～ 3-以ER28-80型疏水阀为例，代入相关数据，对计算结果进行分析。

(1)按工作压力等于工作压差 △P 计算，在最高工作压力至最低工作压力时，疏水阀实现由副阀座孔开启转变为主阀孔开启状态。

(下转第 6页)阀 门 2012年第6期力对密封的影响，并注意增强阀杆的刚度和配合间隙的消除。三偏心金属密封蝶阀的蝶板密封面与阀体之间的密封是靠传动装置的力矩使蝶板压向阀体密封面。在正流状态时，介质作用力有利于作用于密封面上的实际比压，介质压力越高密封挤压越紧。

当流道介质逆流时，随着介质压力的增大蝶板与阀体之间的密封比压小于密封必须比压时，密封面开始泄漏。设计时应必须同时满足阀杆阀图3 阀体与轴套结构q ≤正

7 结语三偏心金属密封蝶阀以其外形结构简单，密封性能好，操作力矩小，启闭无摩擦等优点，在石油、化工、冶金和水电等许多领域中作为管路系统截断及流量控制的部件得到极为广泛的应用，市场需求逐渐增大，尤其是近几年金属三偏心蝶阀的生产能力和研发能力通过产学研结合方式有了更快的提高。

通过实际制作过程中的经验积累，总结了高压大口径金属密封蝶阀在设计过程中的注意事项，即除了常规设计计算还应综合考虑以上提到的相关参数，确保产品满足高性能、零泄漏的工况要求。