螺纹插装阀是一种常用的工业阀,广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业中。它的阀芯形式和开口形式是决定其功能和使用场合的重要因素。
螺纹插装阀阀芯的形式大致可以分为滑阀和座阀两种形式。如下图,图a是滑阀,其余皆为座阀,座阀的形式比滑阀多很多种。
滑阀和各类座阀
a:滑阀;b:球阀;c:球面座阀;d:锥阀;e:反向锥阀;f:滑锥阀;g:滑锥阀;h:带缓冲头的滑锥阀;i:平面阀座。
滑阀的优点是其可以做成零位时带正遮盖、负遮盖、预开口、零对零以及带各种形式预开槽的形式,通过这些不同的形式可以得到非常多的行程-开口面积曲线形式,这样使得控制方案非常多。
滑阀的缺点也很明显,滑阀是通过圆柱面密封的,但是由于阀芯又需要运动,所以总需要间隙,因此泄漏就不可避免。再加上随着工作时间的增加,间隙会越来越大,泄漏量也越来越多,这对寿命有较大的影响。
座阀的优点就是其为线密封,所以基本可以做到无泄漏,而且即使开口处有磨损也可以进行实时的补偿,所以其寿命较长。另外座阀的阀芯只要有位移,就会有开口,所以其响应性非常快。
但是座阀在工作时容易产生噪声,这是其缺点之一,通常液压系统中的噪声来源就是采用座阀的溢流阀工作时引起的。另外由于其为线密封,其行程-开口曲线的种类不会很多,这也是其缺点之一。
锥阀型溢流阀
如上图座阀的形式很多,可以分为:球阀、球面座阀、锥阀、滑锥阀和平面阀座等种类。
球阀的结构是座阀里面最简单的,其成本也最低。在球阀工作时,钢球会由于流量的冲击而不停的转动,这就使得其与阀座的密封线经常变化,密封性不易保证。而且球阀的开口面积不能做得很大,所以其只能用于小流量的流量系统中。
锥阀因为前面为锥形,但是后端通常带有导向,所以其密封面位置不易变动,所以密封性较为可靠,应用相比球阀要广泛。但是其工艺要求比球阀要高,所以成本比球阀高一些。
在锥阀装配时,如果直接装配,由于加工的偏差,会导致密封面不能完全密封,所以在装配过程中通常会采用锤击的方法,让阀芯与阀座的接合面密封更加完美,同时使得线密封变成微小的面密封,密封也更加稳定,可以做到几乎为零,寿命更长。一般的锤击力大致在~N。
阀芯为滑阀式
滑锥阀对比锥阀来说,滑锥阀应用的系统流量更大一些。这是因为锥阀虽然有导向,但是相对于滑锥阀来说还是欠佳。因此锥阀只能用于开口小,流量小的系统中。而滑锥阀的导向更大也更好,可以有更大的开口,所以其通常用于需要大流量的系统中。
由于普通的座阀很难实现更多的行程-开口面积曲线,其控制流量曲线有限,所以后面就出现了带缓冲头的滑锥阀。这种阀在行程刚开启时,密封的锥面虽然开启,但是缓冲头的圆柱面还没有完全开启,这个时候液压油只能通过缓冲头上的预开口槽等流通。只要改变这些开口的槽就能得到不同的行程-开口面积曲线,满足不同的控制要求。与同样尺寸的滑锥阀相比,带缓冲头的滑锥阀工作时更加稳定,噪声也更小。但是加工的同轴度要求比较高。
平面座阀是靠平面密封的,其应用不多,只有对泄漏量要求不高时才会使用。
滑锥阀
总之,螺纹插装阀的阀芯形式和开口形式决定了其适用范围和特点,根据不同的介质类型、压力要求和运行环境选择合适的阀芯和开口形式,可以有效保证阀门的正常运行和长期稳定性。