熱靜力式蒸汽疏水閥的工作原理

熱靜力式蒸汽疏水閥較其他類型疏水閥噪聲小， 低溫時呈開啟狀態(tài)，在開始啟動時或停止運行時存積在系統(tǒng)中的凝結水可在短時間內排除，使疏水閥不會凍結。由于該型閥依靠溫差而動作，因此動作不靈敏，不能隨負荷的急劇變化而變化，僅適用于壓力較低，壓力變化不大的場合。閥的允許背壓度不低于 30%。

（1）雙金屬片式疏水閥

雙金屬片疏水閥的主要部件是雙金屬片感溫元件，即用兩種溫度線脹系數(shù)相差很大的雙金屬制作而成。雙金屬組件根據(jù)蒸汽系統(tǒng)溫度和壓力的不同，可在不同介質溫度中產生不同的變形和推力（或拉力）， 從而推動閥芯幵關閥門。其動作靈敏度高，能連續(xù)排水，排水性能好，過冷度較大，并可調節(jié)，排氣性能好，且反向密封具有止回功能。zui大使用壓力可達 21.5MPa （表），zui高使用溫度可達550°C。抗污垢、 抗水擊性能強，允許zui大背壓為入口壓力的50%， 經調整可提高背壓，也可作為蒸汽系統(tǒng)排空氣閥。常見的雙金屬片組件有懸臂梁型（圖12-16）、簡支梁型、星型和圓板型等。

系統(tǒng)開始工作時，凝結水在低溫狀態(tài)下進入蒸汽疏水閥，雙金屬片不變形，閥孔開啟，所有低溫凝結水及大量進入疏水閥的空氣得以順利排出。當凝結水溫度升高達到一定程度后，雙金屬片就會受熱變形產生作用力，當此力大于蒸汽疏水閥內壓力時，就會關閉閥瓣，終止排水。當凝結水在管道或用汽設備中因散熱造成溫度下降后，雙金屬片的變形減少，作用力小于蒸汽疏水閥內的壓力，閥瓣重新開啟，排出凝結水。所以雙金屬片式疏承閥是間歇工作的。雙金屬片隨蒸汽溫度變化控制閥門開關，阻汽排水。

ARI公司生產的C〇NA@B600系列高壓雙金屬片疏水閥（圖12-17），規(guī)格參數(shù)為DN15?25， PN630,zui高工作溫度580°C時工作壓力可達32MPa,專門用于高壓場合。具有防水錘耐蝕型雙金屬片結構，系統(tǒng)啟動時可以自動排除空氣等不凝性氣體，帶止回保護功能，內置過濾器，可安裝在任意位置，閥蓋勿向下。根據(jù)工況要求可連續(xù)調節(jié)所排放凝結水過冷度，其雙金屬片結構可以在線更換。

（2）膜盒式疏水閥

膜盒式疏水閥（圖12-18）的主要動作元件是金屬膜盒，內充一種汽化溫度比水的飽和溫度低的流體。結構簡單，延遲時間短，靈敏度高，耐水擊，不易損壞，不需要人工調整，工作性能可靠，可連續(xù)排

水，工作時閥前存有高溫冷凝水，漏汽率小于1%， 節(jié)能*；自動排放空氣等不凝氣體；體積小， 不怕凍，安裝不受方位限制，可以水平或垂直安裝， 也可以傾斜安裝；維修方便，在管線上就可以檢查、 修理和更換零件；zui大背壓率小于等于80%，膜盒堅固，使用壽命長；關閥時閥瓣和閥座所受沖擊力小，不易磨損；但抗污垢、抗水擊性差，排量小，也可作為蒸汽系統(tǒng)的排空氣閥，同時不能排放飽和溫度下的冷凝水，不能用于不允許積存冷凝水的設備上。

閥殼及閥蓋為鑄鐵或鑄鋼制造，閥片、閥座、膜盒殼、膜片及濾網等均用耐蝕材料如不銹鋼等制成。 在膜盒內封入感溫溶液。閥片焊在膜片上，隨膜片動作而上下動作。當膜盒周圍凝結水溫度低時，膜盒內部感溫溶液未達到沸點蒸發(fā)，膜盒內壓力比外部壓力低，閥處于開啟狀態(tài)，空氣和低溫凝結水可連續(xù)順利 排出，當凝結水溫度上升，接近感溫溶液飽和溫度時，膜盒內部感溫溶液達到沸點汽化膨脹，膜盒內壓力上升，且大于膜盒外部壓力，將帶閥片的膜片壓下，關閉閥孔。關閉閥孔的動作極為迅速，不致泄漏蒸汽。當凝結水系統(tǒng)因散熱使水溫度降低，膜盒內感溫溶液蒸汽向已降溫的凝結水放熱，感溫溶液蒸汽凝結，膜盒內壓力下降，到小于膜盒外凝結水壓力時， 閥片就開啟排水。

（3）波紋管式疏水閥

波紋管式疏水閥的閥芯是不銹鋼波紋管內充一種汽化溫度低于水飽和溫度的液體。隨著蒸汽溫度變化控制閥門開關，該閥設有調整螺栓，可根據(jù)需要來調節(jié)使用溫度。該閥結構簡單，動作靈敏，間斷性排水，過冷約5?20°C，工作壓力受波紋管材料的限 制，一般為1.6MPa （表），抗污垢、抗水擊性能差， 也可作為蒸汽系統(tǒng)排空氣閥。此類蒸汽疏水閥分單波紋管和多波紋管（圖12-19）兩種。

波紋管式疏水閥的波紋管內裝有乙醇（酒精）、 水、機油、蠟質或其他混合的感溫介質。一般把感溫元件安裝在殼體內，裝乙醇的波紋管式蒸汽疏水閥用于低壓；裝水作感溫溶液的波紋管式蒸汽疏水閥用于較高壓力處。但在波紋管內灌注水時，波紋管須抽真空，使感溫元件波紋管先受一定的壓縮力。所以在受熱膨脹時，所產生的拉力，還應減去其壓縮力。波紋管灌注其他感溫溶液時不需要抽真空。當用汽設備啟動時，因凝結水溫度低，感溫元件未膨脹，不能關閉閥孔，所以空氣能順利通過疏水閥排出。排出空氣后，低溫凝結水才流入疏水閥中，此時感溫溶液仍是液體狀態(tài)，不能使感溫元件膨脹而關閥，因此，低溫凝結水能順利通過疏水閥排出。此時波紋管中感溫溶液尚未達到飽和溫度，液體壓力與外力和壓縮彈力相平衡，波紋管伸長量很小，不能關閉閥孔，所以閥孔一直開著。當流人疏水閥中凝結水的溫度逐漸升高， 波紋管內感溫溶液溫度上升，達到一定溫度時，幵始蒸發(fā)成蒸汽發(fā)生壓力。在凝結水溫度比飽和蒸汽溫度低到一定值時，即達到所設定的“過冷度”時，波紋管內感溫溶液蒸發(fā)的飽和壓力大于凝結水壓力，此時就關閉閥孔。

（4）溫敏蠟式疏水閥

溫敏蠟式疏水閥采用新型溫敏蠟熱動力元件（圖 12-20），同時滿足微位移與大驅動力的要求，具有結構簡單、動作可靠、溫度控制精度較高的優(yōu)點。但是由于蠟式熱動力元件內件的限制，作為蒸汽疏水閥的感溫元件，其使用溫度范圍有限，適用于有一定過冷度的場合，不能用于高溫環(huán)境。

感溫蠟被密封在銅罩和橡膠套之間，當流體或蒸汽通過蠟式熱動力元件時，蠟式熱動力元件受熱（遇冷），熱量通過剛性紫銅密封容器外壁使杯內石蠟受熱熔化（冷凝）體積膨脹（收縮），推動膠囊橡膠體 （或橫隔膜），推動活塞，帶動調節(jié)套筒運動，從而完成裝置所要求的目的。推桿行程的大小是蠟式熱動力元件的主要性能指標。同一溫度下，載荷越大，行程越小。對于已確定的蠟元件和外載荷，蠟式熱動力元件的特性是固定不變的。為了制造的標準化和系列化，可將蠟式熱動力元件設計為標準形式，在需要的力量和行程較大時，可選用密封容器容積較大的，反之可選用容積較小的。這樣可使蠟式熱動力元件適用于不同的條件下和裝置中，也對蠟式熱動力元件的推 廣起到了很大的促進作用。在蠟式熱動力元件中，推桿與彈性套筒之間的摩擦對蠟元件的工作壽命起著決定性的作用，因此在設計制造蠟式熱動力元件時應盡可能地降低推桿和彈性套筒摩擦副表面的粗糙度，減小摩擦力。

蠟式熱動力元件是一種溫度敏感性元件，不同的設計額定溫度就要使用相應膨脹性能的感溫蠟，蠟的熱膨脹性直接影響熱動力元件的控溫性能，因此對感溫蠟的研究就顯得非常重要。感溫元件的關鍵部件是石蠟材料和橡膠套，為了使石蠟在各點能zui大限度地均勻膨脹，在石蠟中摻有金屬粉末，提高其導熱性， 而金屬粉末的添加方式對石蠟復合材料的膨脹率也有一定影響，但不會改變石蠟復合材料的膨脹特性。

來源：上海自動化儀表銷售網（www.40017.net）

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