流體的動(dòng)力作用有幾種類型閥芯上的情況示于圖1-圖6中,圖中給出的曲線,表示在壓力降維持恒定及閥門開啟時(shí),力與軸線平行地作用在閥芯上。對(duì)于V形口閥芯,力大小的變化比柱塞式閥芯的變化小;雙座閥力大小的變化比單座閥的變化小。V形口閥芯力大小的變化比柱塞式閥芯小的原因是由于V形口閥芯下游和最小收縮區(qū)之間的力不同,作用在閥芯表面的較小的面積上。
圖1-1 拋物線閥芯
力作用于相同的方向,除了靠近閥座的提升影響,這
種情況也發(fā)生于自下而下流動(dòng),由于最小收縮斷面影
響閥座接合面下游的流動(dòng)。自上而下流動(dòng)具有更平緩
的變化(dF/dL),然而在靠近閥座時(shí)將產(chǎn)生振動(dòng)。閥
門突然打開時(shí)的提升效應(yīng),對(duì)于自上而下流動(dòng)的閥門,
暴露更多的面積給上游壓力,引起力的增大。窄的閥
座密封面及最小的過剩閥芯直徑可以減小這種影響。
圖1-2 V形口閥芯
自上而下流動(dòng)的力,其方向是恒定的,(dF/dL)變
化更平緩,賦予閥芯更高的穩(wěn)定性。V形口閥芯的
力隨行程而變化,與拋物線閥芯比,約為1/3。
圖1-3 雙座拋物線閥芯 (a)
在圖a中完全平衡關(guān)閉是得不到的,因?yàn)樯喜康拈y座孔大于下部的閥座孔,以
便下閥芯穿過。注意,力隨行程的變化比圖1-1中的單座閥更小些。流量進(jìn)入
中心減低了猛烈的撞擊,但是高流量可能使閥芯彎曲,引起摩擦損傷閥桿的導(dǎo)
向支承面。流量脫離中心,不改變閥桿力隨行程而變化的方向,應(yīng)當(dāng)提供一個(gè)穩(wěn)定的閥芯。
圖1-3 雙座拋物線閥芯 (b)
在圖b中,閥芯的上部和下部柱塞采用不同的外形,可以減少動(dòng)力不平衡的程度。
實(shí)際的實(shí)驗(yàn)業(yè)已表明,這種方法應(yīng)用于4英寸的閥門,把力減少到10%。
圖1-4 雙座拋物線閥芯 (b)
力的變化為雙座柱塞式閥芯的1/3(圖1-3(a)),
但不改變方向,然而(dF/dL)的變化是極緩
的。
圖1-5 靜平衡的雙座閥
有些雙座氣體減壓閥具有側(cè)進(jìn)到兩個(gè)閥座之間的閥體內(nèi)
壁,以致采用兩塊閥芯,當(dāng)關(guān)閉時(shí)閥座口可以完全平衡。
圖1-6 在圓錐形閥座環(huán)中的銳邊閥芯
注:60%開度以前,閥桿國是恒定的。
這種結(jié)構(gòu)使沿著節(jié)流表面的流體間隙減至最小,它降低
了在這個(gè)區(qū)域中的壓力恢復(fù)。氣蝕發(fā)生在下游側(cè),即使
有也是很小的,閥門節(jié)流的穩(wěn)定性得到改善。
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