大流量先導式截止閥

在我國，注水泵站多設計為多泵并聯、集中供水的高壓、大流量、大型泵站管網系統，注水壓力高于25MPa多采用柱塞式泵。經監測，柱塞泵注水泵站系統總效率僅為49%~58.5%，具有很大的節能潛力。其中，系統元件的流量損失和壓力損失是能耗的根本原因。僅管網流量損失即高達25%~35.5%，主要原因是閥件不應有的泄漏造成非功能性損失。解剖現場使用的閥件，存在如下問題：（1）結構設計不合理，造成密封件短期損壞嚴重；（2）過液件材質及處理工藝選擇不合理，造成銹蝕損壞嚴重。因為注水水質多為回注水（原油開采過程中分離出的地下水）或海水，Cf含量高，具有極大的腐蝕性。

　　為了適應油田生產需要，挖掘注水系統節能潛力，我們設計、研制、試驗了超高壓、大流量、適應污水介質的截止閥、節流閥等注水系統閥件。下面對先導式截止閥作詳細介紹。

　　如所示，先導式截止閥由閥體、閥座、閥芯組件、閥蓋、密封裝置、軸承和手柄等組成。閥芯組件由整體閥座、主閥芯、先導閥芯、閥桿、壓蓋、導向銷軸和防轉銷等組成。其工作原理如下：旋轉手柄，閥桿下移，帶動先導閥芯下移，先導閥芯的錐部將主閥芯上盲孔e關閥。此時，進口液體經主閥芯濾網、孔a、b和閥蓋過流孔到達主閥芯上腔c但液體不能經縫隙d到達ef而流出。此時，主閥芯上、下端液體壓力相等，但兩端面積不等，故在液壓力作用下，主閥芯下移壓在閥座上，使進、出口關閉，切斷液流。當使閥門開啟時，可旋轉手柄，使閥桿上升。先導閥芯將孔e打開，此時上腔液體可經d、e、f形成的通路從出口流出，由于阻尼孔b形成液阻，使主閥芯上腔c的壓力降低，當主閥芯上下兩端壓差達到一定數值時，下端壓力將推動主閥芯上移，主閥芯與閥座分離，進、出口接通，形成通路。

　　先導式截止閥結構原理為了適應超高壓、大流量的要求，為減?。ㄋ?、穩態）液動力對閥口開閉的影響及對密封件的損壞，合理選擇閥口形式及密封方式是至關重要的；為適應污水介質，閥內過液件應采用特殊材質或采用特殊表面處理工藝，以提高其耐腐蝕、耐磨損及耐沖刷的能力；為便于手動操作，應采用壓力平15收稿-日丨期：2000流體機械壓力與調節控制力矩關系曲線4結束語該閥經性能測試及現場試甩具有結構合理、性能穩定、調節方便等特點，是一種較為理想的適用于超高壓、大流量、污水介質的截止閥。

　　控制學科的教學與研究，主要研究方向為流體管網動態特性及流體元件等，發表論文30余篇。通訊地址：30⑴72天津市南開區衛津路92號天津大學機械工程學院。

　　衡式控制方式，合理匹配主閥芯上、下腔液壓作用面積及阻尼孔直徑，使手動開啟及關閉力達最佳值；啟閉特性要好，壓力超調要小，否則將會發生元件損壞和管路破裂等事故。綜合考慮上述因素，該閥結構具有以下特點：（1）閥芯由主閥和導閥兩部分組成，導閥開啟和關閉密封所需的力由手輪提供，手輪操作力??；（2）閥套和閥座采用整體式結構，有利于加工和減小徑向不平衡力；（3）閥口結構：①錐形閥芯，有利于加工和減小徑向不平衡力；②閥口采用線接觸錐形密封，有利于減小閥口的密封力；③閥口錐角選擇：閥芯30°閥座34°（4）材質與表面處理：①閥芯與閥座選用普通碳鋼，表面鍍以涂層代替不銹鋼，成本低；②閥口密封表面鍍鎳磷合金，防腐、耐磨、硬度高、壽命長。

　?。?）耐壓性能：該截止閥設計最高工作壓力為40MPa，按照GB8014―87流量控制閥試驗方法的有關規定，對承壓口進行耐壓試驗，耐壓試驗壓力為最高工作壓力的1.5倍，即為60MPa保壓5min沒有外泄漏。

　?。?）流量截止功能：在截止閥進口壓力變化范圍內，在各組壓力設置值下，開啟與關閉截止閥，測量各調節壓力設置值下有無泄漏液。經檢測，在各調節壓力設置值（0~35MPa）下，均無泄漏，即泄漏量A0=0.（3）調節控制部件所需調節力：各調節壓力設定值下，調節控制力矩M的測試結果見表1.壓力P與調節控制力矩M關系曲線如所示。