可调比例液体混流阀.pdf

一一 年第期 可调比例液 体 混 流 阀 浙江大学朱锡锋吴根茂 前言 在化工 、 制药 、 饮料和 酿造等行业的工艺流 程中 , 常需将两种液体按照一定的比例混合 , 并 要求混合比不随工况变化而改变 。 通常采用的 方法有两种一种是人工的方法 , 即将两种液体 按所需比例注入 同一容器 内进行混合 。 另一种 是微机控制的方法 , 即将两种液体连续地注入 同一容器 , 用流量检测 机构将两种液体的流量 检测 出来输送到微机中 , 微机将二者 的比值与 所需 的比例进行比较 , 输出信号给流量调节机 构 , 适时地调节两种液体流量的比值 , 使之不随 工况变化而改变 。 笔 者运用流体力学理论 , 研究设计出一种 新型 的 可调比例液体混 流阀 , 只需满足一定的 条件 , 便 可在 一只阀内将两种液体按照所需 的 比例混合在一起 , 且混合比不随工况变化而改 变 , 并能在线调节混合比大小 。 应用该 阀还可按 所需的比例连续地分流一种液体 。 结构设计 可调比例液体混流阀图的阀芯在推杆 的作用下可左右移动 。 左推杆与旋柄是刚性连 接 , 与左 阀盖是螺纹连接 。 如旋转旋柄 , 左推杆 也随之转动 , 同时又沿轴向移动 。右推杆 在弹簧 的作用下始终将阀芯顶靠在左推杆上 。 阀芯左 右两个锥度较小的锥杆分别与左右两个环孔构 成左右两个节流口 。 两个节流口的环孔及锥杆 的几何尺寸完全 一样 , 若阀芯处于中位 , 则左右 两个节流 口的过流面积相等 。 当阀芯 向右移动 距离时 , 左边节流 口的过流面积增大 , 通过的 流量为心 , 右边节流 口的过流 面 积减小 , 通过 的流量为 。 根据参考文献〔 〕有 式中矶 , 、几 流量系数 、 液体比重 , 、 节流口的过流面积 」卜 节流口的压降 则两种液体的混合比 趾 为 。 , 矶 , , , 邝二 又 一冬一举 子二竺长 二 口 几 」凡 ,, 口 。一。 图可调比例液体混流阀 旋柄左推杆左阀盖 阀体阀芯右推杆右阀盖 分析计算 由图知左右两个节流口的出口是贯通 的 , 故它们的出口压力相等 。 若使左右两个节流 口进口处的压力也相等 , 则有 」 尸,一」尸 。 液体 比重和 认为与压 力和 流速无关 , 始终为 定值 。 流量系数仇和矶对于具体的阀和液体 也是定值 。 由图可知 , 节流口的过流面积 和均为阀芯移动距离的函数 , 而与压力和 流速无关 。 可见 , 只需通过某种方式让混流阀两 个入口处的液体入口压力保持相等 , 则式所 确定的混合比则与工况即液体的压力和流速 等 无关 , 而只是阀芯移动距离的 确定 的函 数 。 调节的大小 , 即可调节混合比 趾 的大小 。 下面举一例作进一步说明 。 混 流阀左右两个节流口的结构见图 。 设 两种液体的密度分别为 , 和 , 流量系数分别 为吼 , 和几 , 节流 口环孔直径 。 , 阀芯 年第期 锥杆的 锥度 为 , 阀芯处 于中位时 , , 当阀芯相对于 中位向右 移 动距离 时 , 则有 兀 。 。 , 于云一 兀〔 登一 。 〕 一“ 一、 江 十〔一〕 兀 。 ,、 于若一 兀〔 子一 。一 〕 一“ 一、 兀。一 〔 。一。一 〕 混合比 趾 如下 〔一十〕 “一 了 瓦 亏二王行乏 刁二瓦 而两 石舀而于 书书书口 口 , 广广脚一一刁刁 以以一一 , , , , 尸尸 一一 一 吮吮月于于于 ,下下 。。。 乙 可见混合比只是阀芯相对于中位移动距离 的函数 。 若在旋柄与左阀盖的配合间隙处刻有 刻度值 , 经测试标定 , 则此刻度值即可指示混合 比的大小 。 结论 可调比例液体混 流阀具有下述特点①只 要使两个入口处的入口压力相等 , 便可按任意 所需的比例混合两种液体 , 且混合比不随工况 变化而改变 。 ②能在线调节混合比 。 ③反过来 使用此阀 , 可按任意比例分流一种液体 。 参考文献 图节流口结构盛敬超工程流体力学北京机械工业出版社 , 将已知条件和式 、 代入式 , 得到 王孝天等不锈钢阀门的设计与制造能源出版社 , 型锅炉 开封通用机械厂 排污阀 饶敏峰 锅 炉给 水要求杂质 含 量不 得大于 八 , 但经软化处理后的水中仍含有一定量的 杂质 。 杂质在锅炉内最终形成水垢和 污泥 的沉 积 , 这将影响锅炉的热 传导 , 降低锅 炉 的热效 率 , 严重时还会影响锅炉 的安全运行 , 所以锅炉 要及时排污 。 锅炉排污现状 我国锅炉排污阀大都采用滑板阀图 。 滑板阀的缺点是①启闭机构 由手柄 、 齿轮和齿 条组成 , 齿条是圆孔导 向容易发生扭转 , 导致齿 轮齿条啮合不 良 。 ②齿轮齿条长期浸泡在介质 中 , 齿面锈蚀会产生卡死现象 。 ③在介质压力下 启闭阀门 , 闸板与阀座间摩擦阻力大 。 ④启闭行 程长 , 速度慢 。 这些都使阀门启闭困难 , 在排污 过程 中造成实际排污量超过环 一般要求控 制在 , 使大量的高温水流失 。 另外 , 由于 闸板和阀座下端在开闭时冲蚀严重 , 影响其密 封性和使用寿命 , 甚至造成锅炉脱水和烧毁 。 德国公 司生 产的排污阀图 , 启闭迅速 , 排污性能较好 , 属于较先进的锅炉排 污阀 。 但其通道曲折 , 排污时 阀杆仍 留在通道 中 , 减少了有效流道面积 , 对排污效果有一定的 影响 。 同时该阀操作费力操作力约 , 制 造成本高 。 锅炉排污运行特征 锅炉排污是锅炉水 液相 将固体颗粒即水 垢和杂质固相排出 , 排出过程是固液两相流 动 。 根据两相流原 理 , 流速 大于漂流速度时才