顧名思義,斯派莎克雙金屬式疏水閥內(nèi)部元件由兩條膨脹系數(shù)不同的金屬片焊接到一起制成的。受熱后,該元件彎曲變形(見圖11.2.8)。
對于這個簡單的元件,有兩點(diǎn)要著重考慮: 口疏水閥是固定溫度疏水,無法滿足蒸汽系統(tǒng)中壓力和溫度變化的需求(見圖11.2.9 ) o 口一個單一的雙金屬元件產(chǎn)生的力量很小,需要很多這樣的元件,這樣在蒸汽系統(tǒng)中隨溫度變化的反應(yīng)較慢。 每個疏水閥的性能都可以通過對飽和蒸汽曲線的反應(yīng)能力來衡量。理想的反應(yīng)能力為接近或稍低于飽和蒸汽曲線。單一的雙金屬元件,其對溫度變化的反應(yīng)近似為一條直線。 圖1 1.2.9顯示了單一雙金屬元件的直線特性和飽和蒸汽曲線的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)蒸汽壓力增加到P1之上時,飽和蒸汽溫度和疏水閥的工作溫度之差將會增加,隨壓力的增加,積水現(xiàn)象也會增加。很明顯,疏水閥不能隨壓力條件變化作出迅速反應(yīng)。
需要注意的是,當(dāng)壓力在低于尸:時,疏水閥的工作溫度實(shí)際上要高于飽和溫度,在低壓條件下這將會 引起蒸汽泄露。盡管我們可以在制造過程中,使得疏水閥能夠調(diào)整,以便使該部分飽和蒸汽曲線始終在疏 水閥的工作線之上。但由于該元件的線性作用,隨系統(tǒng)壓力的變化兩者之間的差距可能會越來越大,引起 更多的積水。 很明顯,對任一個疏水閥來說,這不是一個讓人滿意的工作狀態(tài),于是制造商們嘗試著各種改進(jìn),有 的把兩套不同的雙金屬片組合成一個疊組,可在不同的溫度下工作(見圖11.2.10)。
結(jié)果是一條反應(yīng)折線,和圖11.2.11相似,相對于圖11.2.9來說,這是一個很大的改進(jìn),但仍然不能完全遵循飽和曲線。在壓力由尸:到尸2時,一套雙金屬片組受熱膨脹變彎。溫度繼續(xù)升高,壓力由尸2到尸3時第二套雙金屬片組受熱膨脹變彎。很明顯,和以前的設(shè)計相比有了較大的改進(jìn)和提高,但仍然不能完全遵循飽和曲線,不能讓人滿意。
一個更為新穎的設(shè)計是采用碟片式彈簧熱靜力元件,如圖11.2.12所示,熱靜力元件由一套雙金屬碟片組成。這些碟片如果直接作用在閥桿和閥座之間(同一些熱靜力疏水閥一樣),則冷凝水的排放溫度和壓力成線性關(guān)系變化(圖11.2.13曲線‘A')。而在碟片和閥座的凹槽上增加一個彈簧墊片后,在低壓時可以吸收一些雙金屬圓盤的膨脹力,這樣就可以隨壓力變化提高冷凝水的排放溫度。彈簧首選為盤簧,因?yàn)槠鋸椓ψ兓癁橹笖?shù)特性變化,而不是線’}生變化,直至壓力達(dá)到15 bar g,彈簧被壓縮到凹槽的底部,這樣冷凝水的排放溫度將更為近似的遵循飽和蒸汽曲線變化(圖11.2.13曲線‘B')。排放率也有很大提高,伴隨著動力閥芯的打開,排放出大量的冷凝水。
斯派莎克雙金屬式疏水閥的優(yōu)點(diǎn): 口雙金屬式疏水閥通常結(jié)構(gòu)緊湊,有很大的冷凝水排量。 口該閥在起機(jī)時完全打開,可順利排除空氣和大量的冷凝水。 口由于冷凝水能順利排離閥門出口,該閥門不會被凍結(jié)。即使結(jié)冰,由于閥體設(shè)計的原因,也不會被凍壞。 口雙金屬式疏水閥通常能抵抗水錘、冷凝水侵蝕和蒸汽高壓。 口雙金屬元件工作壓力范圍很廣。 口如果閥芯在閥座的下游,可以防止倒流,但是如果有倒流的可能性,還是應(yīng)該在疏水閥下游裝止回閥。 口由于冷凝水在飽和溫度以下排放,蒸汽空間允許積水,則冷凝水的顯熱可以繼續(xù)被利用一部分,在冷凝水被排放之前,可以被*大限度的利用其中的熱量,這也是這種疏水閥經(jīng)常用在伴熱管線,又不回收冷凝水場合的原因。 口該疏水閥維護(hù)方便容易,無需從管道上拆下閥體,即可更換內(nèi)部件。 口冷凝水從高壓排放到低壓條件下會產(chǎn)生閃蒸蒸汽,這無疑會增加冷凝水管道的背壓,而冷卻段可以使冷凝水的溫度更低,產(chǎn)生的閃蒸蒸汽更少,這樣就降低了冷凝水管道背壓。 斯派莎克雙金屬式疏水閥的缺點(diǎn): 口由于冷凝水低于蒸汽飽和溫度排放,蒸汽空間內(nèi)會產(chǎn)生積水,除非增加長冷卻段,一般為1-3m的光管(見圖11.2.14),雙金屬式疏水閥不適合安裝在必須及時排除冷凝水的的制程設(shè)備中,尤其是一些溫控設(shè)備中。 口一些雙金屬式疏水閥由于內(nèi)部流速較低,受管道內(nèi)污垢影響容易堵塞。而一些雙金屬式疏水閥有特殊形狀的閥芯,排放時能利用上游壓力使閥門開度很大,呈間歇性排放,而不是連續(xù)的滴排,這樣就起到了自潔的作用,該閥芯有時稱為動力閥芯。 口如果雙金屬式疏水閥的排放背壓較高,那末冷凝水必須冷卻到比正常工作溫度更低的狀態(tài),閥門才能打開。如果排放背壓增加50%,排放溫度可能*大降低500C,這顯然需要更長的冷卻段。 口因?yàn)殡p金屬元件的反應(yīng)較慢,不能對快速變化的負(fù)荷或壓力作出迅速反應(yīng)。
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