疏水閥的結構形式與工作原理

　　疏水閥的品種很多，各有不同的性能。選用疏水閥時(shí)，首先應選其特性能滿(mǎn)足蒸汽加熱設備的最佳運行，然后才考慮其他客觀(guān)條件，這樣選擇你所需要的疏水閥才是正確和有效的。

　　疏水閥要能“識別”蒸汽和凝結水，才能起到阻汽排水作用。“識別”蒸汽和凝結水基于三個(gè)原理：密度差、溫度差和相變。于是就根據三個(gè)原理制造出三種類(lèi)型的疏水閥，分類(lèi)                             為機械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。

　　一.機械型疏水閥

　　機械型也稱(chēng)浮子型，是利用凝結水與蒸汽的密度差，通過(guò)凝結水液位變化，使浮子升降帶動(dòng)閥瓣開(kāi)啟或關(guān)閉，達到阻汽排水目的。機械型疏水閥的過(guò)冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。大背壓率為80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設備的疏水閥。

　　機械型疏水閥有自由浮球式、自由半浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式等。

　　1.自由浮球式疏水閥的結構簡(jiǎn)單，內部只有一個(gè)活動(dòng)部件精細研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無(wú)易損零件，使用壽命很長(cháng)，“銀球”牌疏水閥內部帶有Y系列自動(dòng)排空氣裝置，非常靈敏，能自動(dòng)排空氣，工作質(zhì)量高。

　　設備剛啟動(dòng)工作時(shí)，管道內的空氣經(jīng)過(guò)Y系列自動(dòng)排空氣裝置排出，低溫凝結水進(jìn)入疏水閥內，凝結水的液位上升，浮球上升，閥門(mén)開(kāi)啟，凝結水迅速排出，蒸汽很快進(jìn)入設備，設備迅速升溫，Y系列自動(dòng)排空氣裝置的感溫液體膨脹，自動(dòng)排空氣裝置關(guān)閉。疏水閥開(kāi)始正常工作，浮球隨凝結水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水閥的閥座總處于液位以下，形成水封，無(wú)蒸汽泄漏，節能效果好。最小工作壓力0.01Mpa，從0.01Mpa至最高使用壓力范圍之內不受溫度和工作壓力波動(dòng)的影響，連續排水。能排飽和溫度凝結水，最小過(guò)冷度為0℃，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。背壓率大于85%，是生產(chǎn)工藝加熱設的疏水閥之一。

　　2.自由半浮球式疏水閥只有一個(gè)半浮球式的球桶為活動(dòng)部件，開(kāi)口朝下，球桶即是啟閉件，又是密封件。整個(gè)球面都可為密封，使用壽命很長(cháng)，能抗水擊，沒(méi)有易損件，*，經(jīng)久耐用，無(wú)蒸汽泄漏。背壓率大于80%，能排飽和溫度凝結水，最小過(guò)冷度為0℃，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。

　　當裝置剛啟動(dòng)時(shí)，管道內的空氣和低溫凝結水經(jīng)過(guò)發(fā)射管進(jìn)入疏水閥內，閥內的雙金屬片排空元件把球桶彈開(kāi)，閥門(mén)開(kāi)啟，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進(jìn)入球桶內，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時(shí)閥內的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球桶漂向閥口，閥門(mén)關(guān)閉。當球桶內的蒸汽變成凝結水，球桶失去浮力往下沉，閥門(mén)開(kāi)啟，凝結水迅速排出。當蒸汽再進(jìn)入球桶之內，閥門(mén)再關(guān)閉，間斷和連續工作。

　　3.杠桿浮球式疏水閥：杠桿浮球式疏水閥基本特點(diǎn)與自由浮球式相同，內部結構是浮球連接杠桿帶動(dòng)閥芯，隨凝結水的液位升降進(jìn)行開(kāi)關(guān)閥門(mén)。杠桿浮球式疏水閥利用雙閥座增加凝結水排量，可達到體積小排量大，最大疏水量達100噸/小時(shí)，是大型加熱設備理想的疏水閥。

　　4.倒吊桶式疏水閥：倒吊桶式疏水閥內部是一個(gè)倒吊桶為液位敏感件，吊桶開(kāi)口向下，倒吊桶連接杠桿帶動(dòng)閥芯開(kāi)閉閥門(mén)。倒吊桶式疏水閥能排空氣，不怕水擊，抗污性能好。過(guò)冷度小，漏汽率小于3%，最大背壓率為75%，連接件比較多，靈敏度不如自由浮球式疏水閥。因倒吊桶式疏水閥是靠蒸汽向上浮力關(guān)閉閥門(mén)，工作壓差小于0.1MPA時(shí)，不適合選用。

　　當裝置剛啟動(dòng)時(shí)，管道內的空氣和低溫凝結水進(jìn)入疏水閥內，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動(dòng)閥芯開(kāi)啟閥門(mén)，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進(jìn)入倒吊桶內，倒吊桶的蒸汽產(chǎn)生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動(dòng)閥芯關(guān)閉閥門(mén)。倒吊桶上開(kāi)有一小孔，當一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產(chǎn)生凝結水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動(dòng)閥芯開(kāi)啟閥門(mén)，循環(huán)工作，間斷排水。

　　5.組合式過(guò)熱蒸汽疏水閥：組合式過(guò)熱蒸汽疏水閥有兩個(gè)隔離的閥腔，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水閥的組合，該閥結構先進(jìn)合理，在過(guò)熱、高壓、小負荷的工作狀況下，能夠及時(shí)地排放過(guò)熱蒸汽消失時(shí)形成的凝結水，有效地阻止過(guò)熱蒸汽泄漏，工作質(zhì)量高。最高允許溫度為600℃，閥體為全不銹鋼，閥座為硬質(zhì)合金鋼，使用壽命長(cháng)，是過(guò)熱蒸汽專(zhuān)用疏水閥。

　　當凝結水進(jìn)入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進(jìn)汽管孔。凝結水經(jīng)進(jìn)水導管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動(dòng)閥芯打開(kāi)主閥門(mén)，排放凝結水。當副閥腔的凝結水液位下降時(shí)，浮球隨液位下降，副閥打開(kāi)。蒸汽從進(jìn)汽管進(jìn)入上主閥腔內的倒吊桶里，倒吊桶產(chǎn)生向上的浮力，倒吊桶帶動(dòng)閥芯關(guān)閉主閥門(mén)。當副閥腔的凝結水液位再升高時(shí)，下一個(gè)循環(huán)周期又開(kāi)始，間斷排水。

　　二.熱靜力型疏水閥這類(lèi)疏水閥是利用蒸汽和凝結水的溫差引起感溫元件的變形或膨脹帶動(dòng)閥芯啟閉閥門(mén)。熱靜力型疏水閥的過(guò)冷度比較大，一般過(guò)冷度為15度到40度，它能利用凝結水中的一部分顯熱，閥前始終存有高溫凝結水，無(wú)蒸汽泄漏，是在蒸汽管道，伴熱管線(xiàn)、小型加熱設備，采暖設備，溫度要求不高的小型加熱設備上的疏水閥。

　　熱靜力型疏水閥有膜盒式、波紋管式、雙金屬片式等。

　　1.膜盒式疏水閥：膜盒式疏水閥的主要動(dòng)作元件是金屬膜盒，膜盒內充有一種汽化溫度比水的飽和溫度低的液體,有開(kāi)閥溫度低于飽和溫度15℃和30℃兩種可供選擇。膜盒式疏水閥的反應特別靈敏，不怕凍，體積小，耐過(guò)熱，任意位置都可安裝。背壓率大于80%，能排不凝結氣體，膜盒堅固，使用壽命長(cháng)，維修方便，使用范圍很廣。

　　裝置剛啟動(dòng)時(shí)，管道出現低溫冷凝水，膜盒內的液體處于冷凝狀態(tài)，閥門(mén)處于開(kāi)啟位置。當冷凝水溫度漸漸升高，膜盒內充液開(kāi)始蒸發(fā)，膜盒內壓力上升，膜片帶動(dòng)閥芯向關(guān)閉方向移動(dòng)，在冷凝水達到飽和溫度之前，疏水閥開(kāi)始關(guān)閉。膜盒隨蒸汽溫度變化控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)，起到阻汽排水作用。

　　2.波紋管式疏水閥：

　　波紋管式疏水閥的閥芯不銹鋼波紋管內充一種汽化溫度低于水飽和溫度的液體。隨蒸汽溫度變化控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)，該閥設有調整螺栓，可根據需要調節使用溫度，一般過(guò)冷度調整范圍低于飽和溫度15℃-40℃。背壓率大于70%，不怕凍，體積小，任意位置都可安裝，能排不凝結氣體，使用壽命長(cháng)。

　　當裝置啟動(dòng)時(shí)，管道出現冷卻凝結水，波紋管內液體處于冷凝狀態(tài)，閥芯在彈簧的彈力下，處于開(kāi)啟位置。當冷凝水溫度漸漸升高，波紋管內充液開(kāi)始蒸發(fā)膨脹，內壓增高，變形伸長(cháng)，帶動(dòng)閥芯向關(guān)閉方向移動(dòng)，在冷凝水達到飽和溫度之前，疏水閥開(kāi)始關(guān)閉，隨蒸汽溫度變化控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)，阻汽排水。

　　3.雙金屬片式疏水閥：

　　雙金屬片疏水閥的主要部件是雙金屬片感溫元件，隨蒸汽溫度升降受熱變形，推動(dòng)閥芯開(kāi)關(guān)閥門(mén)。雙金屬片式疏水閥設有調整螺栓，可根據需要調節使用溫度，一般過(guò)冷度調整范圍低于飽和溫度15℃-30℃，背壓率大于70%，能排不凝結氣體，不怕凍，體積小，能抗水擊，耐高壓，任意位置都可安裝。雙金屬片有疲勞性，需要經(jīng)常調整。

　　當裝置剛啟動(dòng)時(shí)，管道出現低溫冷凝水，雙金屬片是平展的，閥芯在彈簧的彈力下，閥門(mén)處于開(kāi)啟位置。當冷凝水溫度漸漸升高，雙金屬片感溫起元件開(kāi)始彎曲變形，并把閥芯推向關(guān)閉位置。在冷凝水達到飽和溫度之前，疏水閥開(kāi)始關(guān)閉。雙金屬片隨蒸汽溫度變化控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)，阻汽排水。

　　三.熱動(dòng)力型疏水閥

　　這類(lèi)疏水閥根據相變原理，靠蒸汽和凝結水通過(guò)時(shí)的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅動(dòng)閥片開(kāi)關(guān)閥門(mén)。因熱動(dòng)力式疏水閥的工作動(dòng)力來(lái)源于蒸汽，所以蒸汽浪費比較大。結構簡(jiǎn)單、耐水擊、最大背為50%，有噪音，閥片工作頻繁，使用壽命短。

　　熱動(dòng)力型疏水閥有熱動(dòng)力式（圓盤(pán)式）、脈沖式、孔板式等。

　　1.熱動(dòng)力式疏水閥：熱動(dòng)力式疏水閥內有一個(gè)活動(dòng)閥片，既是敏感件又是動(dòng)作執行件。根據蒸汽和凝結水通過(guò)時(shí)的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅動(dòng)閥片開(kāi)關(guān)閥門(mén)。漏汽率3%，過(guò)冷度為8℃-15℃。

　　當裝置啟動(dòng)時(shí)，管道出現冷卻凝結水，凝結水靠工作壓力推開(kāi)閥片，迅速排放。當凝結水排放完畢，蒸汽隨后排放，因蒸汽比凝結水的體積和流速大，使閥片上下產(chǎn)生壓差，閥片在蒸汽流速的吸力下迅速關(guān)閉。當閥片關(guān)閉時(shí)，閥片受到兩面壓力，閥片下面的受力面積小于上面的受力面積，因疏水閥汽室里面的壓力來(lái)源于蒸汽壓力，所以閥片上面受力大于下面，閥片緊緊關(guān)閉。當疏水閥汽室里面的蒸汽降溫成凝結水，汽室里面的壓力消失。凝結水靠工作壓力推開(kāi)閥片，凝結水又繼續排放,循環(huán)工作，間斷排水。

　　2.圓盤(pán)式蒸汽保溫型疏水閥：

　　圓盤(pán)式蒸汽保溫型疏水閥的工作原理和熱動(dòng)力式疏水閥相同，它在熱動(dòng)力式疏水閥的汽室外面增加一層外殼。外殼內室和蒸汽管道相通，利用管道自身蒸汽對疏水閥的主汽室進(jìn)行保溫。使主汽室的溫度不易降溫，保持汽壓，疏水閥緊緊關(guān)閉。當管線(xiàn)產(chǎn)生凝結水，疏水閥外殼降溫，疏水閥開(kāi)始排水；在過(guò)熱蒸汽管線(xiàn)上如果沒(méi)有凝結水產(chǎn)生，疏水閥不會(huì )開(kāi)啟，工作質(zhì)量高。閥體為合金鋼，閥芯為硬質(zhì)合金，該閥最高允許溫度為550℃，經(jīng)久耐用，使用壽命長(cháng)，是高壓、高溫過(guò)熱蒸汽專(zhuān)用疏水閥。

　　3.脈沖式疏水閥：脈沖式疏水閥有兩個(gè)孔板根據蒸汽壓降變化調節閥門(mén)開(kāi)關(guān)，即使閥門(mén)*關(guān)閉入口和出口也是通過(guò)第一、第二個(gè)小孔相通，始終處于不*關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽不斷溢出，漏汽量大。該疏水閥動(dòng)作頻率很高，磨損厲害、壽命較短。體積小、耐水擊，能排出空氣和飽和溫度水，接近連續排水，最大背壓25%，因此使用者很少。

　　4.孔板式疏水閥：孔板式疏水閥是根據不同的排水量，選擇不同孔徑的孔板，達到控制排水量的目的。結構簡(jiǎn)單，選擇不合適會(huì )出現排水不及或大量跑汽，不適用于間歇生產(chǎn)的用汽設備或冷凝水量波動(dòng)大的用汽設備。