手动旋塞阀的原理、功能、结构详细介绍

手动旋塞阀

旋塞阀是一个1/4旋转的手动阀门，它使用一个目住形或圆锥形的旋塞使直线
通过的流动谁过阔体。旋塞上有一个直线通过的开口。作为全开口结构，此开口的
面积和阂门进口和出口的面积相同旋塞闷能彼用于开一关和节旅两种操作。旋塞阀.初设计
是代替门04，因为与网阔相比较，旋塞阔借助于其114旋转动作能很容易地打开或关闭流
动。因此某些旋塞阎的结构是按照用阀技术说明书建造的。 

    尽管存在某些较高压力和较高沮度的设计.但旋塞同通常用于低压力和低沮度操作。用于
材蚀性化学药荆工况时，此结构的网体易于使用诸如获四氛乙姗(FIFE)材料衬里。它们也是
开一关中等节流和改变方向操作的理想阅门。它们被用于气体、液休、无磨摄性淤浆、负压、
食品工艺和制药工业。磨损性和胶枯性的流体可用特殊设计处理。很据端部连接要求.旋塞阀
通常用到的尺寸可大到1$in(DN4fO)和低压等级【ANSI I，级和，)o级(PN16和PN40)1。

    3.2.2手动旋塞阀设计
    常用的旋塞阀设计是直线通过，两个路线操作(人口和出口)，且闭合元件位于阅体中
部。闭合元件(旋塞或套蔺)通过阅体顶部人日可进人周体，并用闷盖一(有时叫顶都柑)密
封。大多教闷体配有整体法兰，但也常有使用螺纹连接的端头。在人口直角处另设第三个开
口的典盘三通阔也是常见的。根据阀的安装以及阔的位I，三通的闭合元件是用于转变方向
和合并物流。图3.2表示六种三通的物流布置图。

    旋塞门面对面的标准通常是按照F-I Ml标准Bi6.10中的长和短两种型式。但是许多翻造
商已经选用用于闻阅的尺寸。不仅这个标准能较佳地符合旋塞闷的设计效据.并且在现有的
工艺操作中也可使用1/4旋转的旋基闷代替用阅。阀芯可以是圈柱形的，在提供阔体璧和阅
芯之间的牢固密封中不存在某些问皿。密封是重要的.所以不会发生沿粉闭合元件外侧直径
的过度泄汤n它也为网门顶部工件提供密封。为提供一个充分的密封通常使用三种方法:在
门芯和阂体之间使用圆往形套筒.在阅芯和阅体之间使用Q形环和注人有延性的密封胶。
对口柱形套筒来说，拧吸顶部工件能对套筒和阅芯施加压力。带有a形环的压力配合也可
提供一个合适的密封。但密封荆的设计提出了当阀门经过几次冲程的活动后密封加逐渐脚蚀
的维护问题。在某些高沮操作中，在四门每一次冲程之后需要再次注人密封加。密封周芯和
阂体的最好方法之一是使用圈桩形阔芯.它被棋人塑料或其他非金弈简中(参照图3.00当
阔盆相已被拧，，由拧紧阔盖相所产生的轴向力将圆锥形阀芯推人较软的套筒之内，而提供
一个严密的密封。套筒的内径有个光淆的表面有助于对目芯外表面间的物流密封。套筒外表
面有一系我凸条以利于套摘在阔体保待其位工。典型的套筒是由半阴性的弹性体(如训注卫
或其他塑料)翻成的。因为金属表面在塑料表面上滑动时康擦很小.圈锥阁芯是带有硬铭表
面的不锈钢或碳俐侧成。

     阀芯可设计成其有各种各样流动面积、形状和功能的流动出人孔。常用的开口设计可允
许在.大流动面权时产生很小的压力阵。阀芯的形状也可斌予节流操作的特征(见2.2节)。
某些圈柱形周芯其有相同形状的全面积开口作为流动通道，它也允许清枕绪通过。由某些旋
塞闷门制造厂可以获得能防止颐粒堵塞和堆积的自清洁开口的阅门。其他阀芯具有多孔的结
构，以防止和减少产生空穴的损害(见9.2节)。目往形阁芯流动开口的典型形状是长方形或
圈形开口，面圈锥形阔芯的典型形状是三免形开口。对于节流操作，v且开口用于等百分比
流动特征f很据阔体内阀芯的方位.用于三通操作的旋塞的典型开口是在阀芯的内径中带有
叶片的圈形开口以引导物流。

    如前所述，许多密封设计用于防止通过闭合元件的流体泄瀚:如润滑荆、0形环及金
筒‘总之今天使用的最常见方法是套筒和圈堆形日芯，它不仅提供一个通过闭合元件的密
封.同时也和顶部工件密封机构连同工作以阻止大气通过顶部工件泄肠。大多数用于低压低
沮操作下的成塞周一顶部工件的主要密封是套筒本身，它在阴体和套筒之间以及套简和阀芯
之间密封。顶部工件是使用金属推力卡圈和一个在阅芯杆四周密封的弹性休鼓一设施。膜起
一个弹赞作用，它有助于对旋塞施加恒定的推力以维持全密封。膜外侧部分的作用也如垫
片.以拼封门体和阔盖帽之间的缝晾。某些旋塞阔，特别是用于离泥高压操作并使用琪料r-
的那些，能有效地密封闷杆.但要求一个压盖法兰以向填料施加压力。当已使用填料月一般
是不需要膜的，但在阂体和阅盖帽之间需用垫片以代替它。

    用于某些脚蚀性化学药荆的操作时(例如盐胶、硫胶、废酸以及盐水)。旋塞闷体全部内
衬PTFE,以及在阅芯上傲以相似的挂层(图3.3) 0其他相似的衬里材料包括.乙二烯
(PVI〕 W),聚偏二氛乙烯(PVDC),雍乙始和.丙始。衬里的旋寡阀可在闷扦处设两重密封以
防止向大气滋翻，以及在闷体本身外表面徽以耐腐蚀的硬层.保护门体以抗工艺摘漏。正如
大多数耐蚀材料一样，衬里是完全不起化学作用和密封的。衬里网的一个峡点是塑料对塑料
密封所裕的扭矩比俐对俐密封所需的扭矩大。为保证旋塞阔1/4旋转行程不被超过或不足，
采用了一个止动环设施。止动环设计成安装在旋塞顶部的平板上并和旋塞杆一起旋转。止动
多的奔娜分设计成带有V4旋转通道，它与阔益栩、压盆法兰等处上的固定键相交。当阔芯
活动只周定键使t动环和阔芯不在1/4旋转范围4A外运动。

    3.2.3手动旋右阅操作
    当阔芯的开口和闷门人口及出口在一直线上，物笼可不受约束地连续酒过阅门.但在通
过阅芯口的缩减的面积时产生压力降.但是对于全面积一柱形四芯这个压力降很小。当手操
纵器旋转到整个1/4旋转位t(驯护)，同时何芯的边缘也通过密封设施(套简或滑润荆等)旋
转，而使闷芯的开口被旋转到垂直物谁的位te10当达到全部1/4旋转，州开口完全与物橄垂
直，此时就完全关闭。在节流情况下，门芯位子中间位its?门芯产生两次压力降。当阀芯旋
转到离开全开口位皿，人口的流动面积被缩小井在此处产生压力降。物橄然后移动人阅芯内
侧全开口面积内，在此处发生压力复原。随之在出口处又发生一次节流。通过阀芯对套筒或
其他密封机构的压编，沉经闷座的泄泥被阻止，面坟料或卡环鼓膜组合件也阻止了阀杆的
泄瀚。

    要求转变流动方向的三通阁布里，物流自人口进人并经阔芯移动，而引导物流到一个或
其他两个出口。当阀芯转动，口，，侧物涟转变到其他出口。在中间位里时，则物流被等分转
向所有两个开口。对合并物流而言.物涟由两个开口改变到另一单独开口。为了得到这些布
皿，阀芯必须旋转半圈()以代替典型的1/4旋转动作。

    对于较大尺寸的旋塞阔[3in( DN O)或更大]要求破坏密封之扭矩可以有些过.。这
是由于阀芯和密封设施之间接触面较大以及任何不利的操作条件(例如高的工艺压力、苛
刻的沮度、腐蚀沉积物等)所造成的。在这种情况下，典V的是用齿轮操作手轮代替手
杆，可明显地减少所需的扭矩。表3.1表示典型旋塞N的手杆成齿轮操作的手轮所需要
的转矩值.用户应注愈这些数宇是转动阁芯的扭矩值，而不是表示较高的破坏密封的
扭矩。