试论双阀瓣截止阀的设计及应用
2020-11-27何顺高陈刚伦
何顺高 陈刚伦
吉泰阀门有限公司 浙江温州 325000
双阀瓣截止阀是截断类管道阀门的一种，相较于闸阀，其阀瓣封闭面与阀座封闭面的摩擦力更小，不容易磨损，而且结构也更加简单，为前期的制造与后续的维修提供了极大的便利，因此，应深入分析该类阀门的设计与应用，寻求更好的设计方案与应用方法，以充分发挥该阀门的优势，提高管道体系运行效果。
1 双阀瓣截止阀的设计
1.1 设计原理定位
在设计过程中，设计者需要先明确配套的原理定位，给予具体的细部设计一个科学基础，保证双阀瓣截止阀的设计方案，能够满足实际使用要求，增强设计方案的合理性。在此过程中，该类型截止阀的设计原理应当为其具体的运作原理，以便于设计者基于其运作规律，来开展相应的结构、参数设计。基于此，根据相关的力学、流体学理论，可以得出，阀门的运作原理应为，阀门关闭时，流体进入截止阀的大阀瓣结构内，触发驱动装置，带动阀杆运作，开启小阀瓣，使其中的密封被打开，促进流体流出小阀瓣，导致阀门两侧的压力差不断降低，此时，小阀瓣将会继续打开，阀杆也会持续上升，直至将大阀瓣、外密封开启，阀门完全打开。
1.2 结构设计
双阀瓣截止阀的结构主要以大、小两个阀瓣为主，为了保证开启时流体可以顺利流动，避免高浓度流体的淤积问题，设计者将两个阀瓣结构设计成了让流体实现高进低出的结构，以利用重力，推动流体在阀门开启时的顺畅流动，而且将大小两个阀瓣的直径比例设计为1：2，增强重力对流体流动的作用力，优化阀门使用性能。在阀杆、小阀瓣之间的连接结构方面，设计者采用了T 型槽，作为两者的连接结构，以期借助T 型槽的万向性，提高两者相互运动的灵活性，同时，设计者还将阀杆的端部与大阀瓣的压盖相连，并结合止动圈，将两者锁紧，避免了阀门闭合期间，阀体与阀瓣之间的旋转摩擦，减少阀门在运行过程中所受的摩擦损伤。为了增强密封面的可靠性，设计者在结构设计时，还采用了平面强制密封模式，作为内密封方案，以强化阀座密封平面与阀瓣之间的贴合度，使密封效果更加可靠，优化阀门结构性能。
1.3 参数设计
参数设计作为双阀瓣截止阀设计工作中的重要环节，设计者需要基于现行的阀门设计手册，结合甲方的设计要求，计算出截止阀配套运行参数，以达到参数设计的目的。在此过程中，由于阀杆是阀门开关的主要驱动装置，因此，设计者需要设计的参数内容，以阀杆上总作用力为主。在该项参数的计算中，设计者需要按照公式，FZ=FZ1+FZ2、FZ1=FMJ1+FT+FJ-FP+FGI、FZ2=FMJ2+FG2 进行计算，其中，FZ 为所求参数、FZ1 为开启大阀瓣所需作用力值、FZ2 开启小阀瓣所需作用力值、FMJ1 为流体向小阀瓣所施加的作用力值、FMJ2 为流体向大阀瓣所施加的作用力值、FT 为阀杆所受摩擦力、FJ 为开启状态下，内部总摩擦力、FP 为流体向阀杆施加的轴向力值、FG1 为小阀瓣密封结构所受的重力、FG2 为大阀瓣密封结构所受的重力。此外，参与计算数值的单位均为N。
2 双阀瓣截止阀的应用
2.1 阀门开启环节
在截止阀的应用中，开启、关闭操作作为截止阀的主要应用行为，操作者通过规范化阀门开启操作，能够有效利用双阀瓣截止阀的优势性能，保证截断操作顺利达到预期效果。其中，在开启环节中，操作者需要使用执行器，向上操纵阀杆，使其带动小阀瓣一同上移，此时，管道中的流体就会流入泄压孔，降低双阀瓣截止阀的阀门出入口压力，而此处的压力越小，阀瓣所受的流体向下压力也越小，同时，操作者需要持续操作执行器，让阀杆带动小阀瓣继续向上移动，即可开启阀门。在此过程中，由于小阀瓣、泄压孔的作用，使得开启阀门所需的作用力大大减少，使开启操作更加便捷，而且，开启所需作用力的减小，也让外界对阀门的作用力降低，减少了阀门结构内所形成的摩擦力，提高该类型阀门的应用效果。
2.2 阀门关闭环节
在关闭这一双阀瓣截止阀应用环节中，操作者需要使用执行器，将阀杆向下移动，此时，大阀瓣上的密封面就会直接接触阀座的密封面，以及小阀瓣上的密封面。然后，操作者继续进行阀杆的下移操作，使密封面之间的密封力逐渐增加，但依然存在少量的流体泄漏。不过，在 “高进低出” 的阀门结构内，进出口之间会形成较大的压差，导致流体对阀瓣形成向下的压力，而这部分压力会在很大程度上，加强密封面之间的压力，直至两个密封面的密封比压达到既定的密封比压，使阀门彻底关闭，达到完全阻断流体的效果。在此过程中，“高进低出” 的结构，极大地增加了阀门的关闭力，使其具有更加可靠的流体阻断效果，优化了截止阀的截断性能水平，有助于各类管道截止操作的有效落实[1]。
2.3 应用注意事项
在具体的双阀瓣截止阀应用中，操作者还需注意以下几项内容，以保证截止阀的应用效果。
第一，在截止阀应用中，如果将其作为启闭装置，则必须保持其全关或全开的状态，严禁半开、半关；第二，在安装时，应根据流体的方向，进行设置，严禁反装，且需注意在安装前，检查好其内部结构运转是否灵活、密封面质量是否合格；第三，截止阀在运行当中，一旦出现了密封圈刮伤、损坏，则应立即予以更换，且更换下来的密封圈不得重复使用，以免出现流体泄漏问题；第四，若在截止阀应用期间，出现了中腔泄漏情况，应先拧紧螺母，遏制泄漏问题，但如果依然无法密封，就需提升阀杆，紧固密封圈，以实现密封。但此时，压紧螺母可能会松脱，需操作者再次将其拧紧[2]。
3 结语
综上所述，增强双阀瓣截止阀的设计使用效果，能够提升管道设施建设水平。在截止阀制造、应用领域，借助科学、合理的设计方案，有助于双阀瓣截止阀产品质量水平的提升，同时，有效应用该类型截止阀，可以增强管道流体截断控制效果，优化管道体系的运行状态。
