在橡胶行业,一个良好的蒸汽供热系统设计即硫化机、硫化罐热力系统设计就成为保证硫化设备温控精度的主要因素。蒸汽疏水阀则是热力系统设计中的关键部件,其性能的优劣直接决定温控精度及节能效率。因此很有必要从动作原理、热工特性方面论述蒸汽疏水阀。
蒸汽疏水阀是从贮有蒸汽的密闭容器内自动排出凝结水,同时保持不泄漏新鲜蒸汽的一种自动控制装置。按动作方式,蒸汽疏水阀可分为三类:
1. 由凝结水液位变化驱动的机械型蒸汽疏水阀;
2. 由凝结水温度变化驱动的热静力型蒸汽疏水阀;
3. 由凝结水动态特性驱动的热动力型蒸汽疏水阀
倒吊桶式疏水阀属于开口向下浮子式机械型蒸汽疏水阀,其动作原理系由浮子内凝结水的液位变化导致启闭件的开关动作 这里要重点研究衡量疏水阀性能的一个重要参数,即疏水阔的过冷度。疏水阀过冷度的大小直接关系到硫化设备的温控精度,也就是温度控制的准确度。 国标中关于过冷度的定义为“过冷度△T为凝结水温度与相应压力下饱和温度之差的绝对值。“开阀过冷度△"IOP为开阀温度与相应压力下饱和温度之差的绝对值 .“关阀过冷度△ cL为关阀温度与相应压力下饱和温度之差的绝对值 。换句话说,过冷度是指疏水闷在工作压力下连续排出凝结水时,阀内凝结水的温度与该压力下相应饱和蒸汽温度的差值。三大类的每一种琉水阀都有它自己特定的最小过冷度。根据国内外疏水阀测试的数据表明,国内外的大多数热静力型和热动力型优质疏水阀,其开阀过冷度都远远大于8℃,而其关阀过冷度都小于8‘C。如热动力型中的圆盘式和脉冲式疏水阀其允许的最小过冷度为6~8"C;热静力型中的双金属片式疏水阀允许的最小过冷度为1 O~30"C。如果某种硫化机或硫化罐所允许的温差不能超过
6℃(小于土3℃)时,就不能在热力系统中选择这两种类型的疏水阀了。如果现在有一台平板硫化机的热扳机械设计得很好,要求热板的温度误差±2 5℃时,热力系统设计选用哪种疏水阀呢?必须选用倒吊桶式琉水阀。原因是倒吊桶式疏水阀的特性为有水即排,可以排出饱和温度凝结水,即它允许的最小过冷度为O‘C。所以能最大限度地满足橡胶硫化设备温度控制的严格要求(土3"C)和加热温度较高(140~170℃)等的条件。假如热板以工作压力0.4MPa的饱和蒸汽加热硫化,使用倒吊桶式疏水阀,它的工况是这样的:该压力下,1 51.84"C的饱和蒸汽在热板内部蛇形管道与低于其饱和温度(1 51.84℃)的冷却面接触时,就在该冷却表面上发生凝结,并向冷却表面放出凝结潜热,同时按一定速率连续不断地生成饱和温度凝结水(1 51.84℃)。当饱和温度凝结水充满倒吊桶式琉水阀时,吊桶因失去浮力,靠自重下沉,阀芯离开阀座,饱和温度凝结水在蒸汽压力作用下通过排出口排放。这时该疏水阀的开阀温度(蒸汽疏水阀开启时的进口温度)为151.84"C,与热板工作压力0.4MPa的饱和蒸汽温度相同,差值为O‘C,即过冷度为O‘C。当阀体内凝结水接近排尽时,蒸汽充入吊桶内形成蒸汽腔,将吊桶浮起,阀芯关闭阀座,疏水阀保持关闭状态。这时疏水阀的关阀温度(蒸汽疏水阀关闭时的进口温度)为151.84℃ ,与热板工作压力0.4MPa的饱和蒸汽温度相同,差值为0
假如把一台硫化机外压蒸汽管网看作开式系统,在入口控制上的气动薄膜调节阀自动控制系统,在出口控制上则一直没有找到最好的疏水阀一倒吊桶式疏水阀.
轮胎双模定型硫化机接模型加热方式分为蒸汽室式、热板式和夹套式三种。这三种方式的正确排水方式均应设计成。单独排凝结水,也就是每一个模具单独装设一个疏水阀.蒸汽室式需要每一个模其单独装设气动三通切断阀与疏水阀配套.夹套式和热板式系连续加热则不需装设气动三通切断阀。多年来一直选用热动力式(圆盘式)疏水阀。前面讲过,热动力式疏水阀存在着过冷度较大,影响温控精度的缺点,同时这种疏水阀较倒吊桶式疏水阀漏气严重、寿命短、排空气性能不佳,因此不宜选用。日本神户制钢所制造的轮胎双模定型硫化机使用的是日本藤原制作所(TLV公司)生产的热动力式疏水阀,尽管制作技术精湛而延长疏水阀的使用寿命,却解决决不了过冷度影响温控精度同题。硫化机外压蒸汽如采取双模集体排凝结水的错误方式,结果会造成不是甲模就是乙模局部积水,因产生“蒸汽团锁使温度控制非常困难.国内生产的55 轮胎双模定型硫化机凝结水设备管路过长,自下模蒸汽室出口至疏水阀差不多有8米长的管道,极容易产生 蒸汽闭锁”故障,影响凝结水的正常排放和温控精度。即使采取了“单独排水方式,疏水阀也不宜距离凝结水出口过长。
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