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蒸汽疏水阀基础

疏水阀与阀嘴 第二部分

疏水阀与阀嘴 第一部分中重点讨论了疏水阀的阀嘴(阀座)直径比连接管道口径小很多的原因。在第二部分,我们将讨论阀嘴编号的意义。

阀嘴的编号是什么意思?

匆匆一看,阀嘴编号越大,阀嘴的直径越小有点违反直觉。这个最初看起来很奇怪是可以理解的,但是更多的了解后就能发现隐藏在其背后的原因。

阀嘴的编号表示蒸汽疏水阀排放冷凝水时的最大压差,以kg/cm² (bar)为单位。例如,编号为10的阀嘴额定为10 kg/cm² (10 bar, 150 psi)。编号越大,阀嘴能排放的冷凝水的压力就越高。为了达到更高的工作压差,就需要一个更小的开口。然而,更小的阀嘴会导致在任何给定的工作压差下面冷凝水的排量降低。

关闭和打开阀门的力

当我们考虑阀嘴大小时,我们必须考虑自由浮球式疏水阀工作时内部的两个力,即打开阀门的力和关闭阀门的力。

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自由浮球式疏水阀运行的动力是浮力。 浮力使浮球(浮球也就是主阀)向上浮起,当浮球完全离开阀座时,阀门则完全打开。 换而言之,打开阀门的动力就是浮力。如果我们假设冷凝水比重是一个常量,则浮球的浮力取决于浸没在冷凝水中浮球的体积。当浮球全部被浸没时,浮力达到最大值,如果使用同一个浮球,是不可能产生一个更强大的力来打开阀门。

另一方面,关闭阀门力的大小由阀嘴的口径和阀嘴前后的压差决定。举一个简单的例子,就如浴缸里水是通过使用塞子来排放的。当浴缸在排水时,如果塞子离排水口太近,就很有可能被吸住并且关闭排水口。这样的一个力,就如同自由浮球式疏水阀中的作用力。 这个力为压力(压强)乘上表面面积,所以如果阀嘴的直径是个固定值,那么压差越大(阀嘴前后的压力差),关闭阀门的力也就越大。反过来,如果压差是个固定值,那么阀嘴的口径越大,关闭阀门的也就越大。

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阀嘴编号的选择

浮球的尺寸决定了打开阀门力的最大值,关闭阀门的力能够调整到多大值,则取决于工作压力。如果阀门始终保持关闭状态,那么蒸汽疏水阀是不能正常工作的,所以解决克服工作压力的限制。因此会生产出不同的阀嘴编号,相对应不同的最大工作压力。


Relationship between maximum working pressure and discharge capacity and orifice diameter at the same float

同一个浮球/疏水阀排量、压力和阀嘴编号之间的关系
目标 为了增加排量 为了增加最大工作压力
方法 增大阀嘴直径(更小编号的阀嘴) 减小阀嘴直径(更大编号的阀嘴)
后果 最大工作压力降低 降低了排量

从这里我们知道,即使是同一型号的疏水阀,也要根据最大的工作压差和排量来选型。在给定压差情况下,我们可以降低最大工作压力来实现更大的排量,也可以通过减小最大的排量来实现一个更高的最大工作压力。