热动力圆盘式疏水阀工作原理动画（蒸汽疏水阀基础-圆盘式疏水阀工作的原理及优点）

内容:

• 两种类型：圆盘式和脉冲式
• 热动力疏水阀的优点
• 热动力圆盘式蒸汽疏水阀的诸多弊端
• 热动力圆盘式蒸汽疏水阀的机械机构
• 情况1：从开启状态到关闭状态(热动力学解释)。
• 情况2：从关闭状态到开启状态（热动力学解释）
• 情况3：在蒸汽系统中使用空气控制开启和关闭（空气动力学解释）
• 先进的热动力圆盘式疏水阀

热动力圆盘式蒸汽疏水阀有很多种尺寸，功能性强，可以适应很大的压力范围。它们结构简单，可以应用在水平和垂直的位置。这些特点使热动力式疏水阀在伴热，主管及轻型蒸汽工艺中都是一个很受青睐的选择。

两种类型：圆盘式和脉冲式

有两种类型的热动力蒸汽疏水阀：圆盘式和脉冲式。可能因为脉冲式疏水阀会泄漏先导蒸汽，会因为少量污垢堵塞先导腔而发生故障，所以一般我们应用圆盘式。这篇文章我们只讨论圆盘式疏水阀。

圆盘式疏水阀和脉冲式疏水阀

圆盘式疏水阀阀门的启闭取决于在圆盘上作用的力。对于脉冲式疏水阀而言，活塞盘的运动控制着流动。蒸汽被调整于增加或限制流动。圆盘式和脉冲式热动力疏水阀都是间歇性排水。

对于圆盘式热动力蒸汽疏水阀，圆盘相对于阀座的启闭控制了冷凝水的流动。圆盘与其他疏水阀部件无接触，静止在阀座上。

圆盘式蒸汽疏水阀

当圆盘从阀座升起时阀门开启。

阀座包含2个同心环（阀座环）：一个内环和一个外环。内环分隔进液孔和出液孔，并防止出口端蒸汽短路。外圈通过圆盘上的压力室控制出口端的蒸汽泄漏。

热动力疏水阀的优点

优点	原因
安装方便	结构紧凑
	垂直或水平位置都能安装
方便选型&储存	一个疏水阀就能适用大部分的压力
可用于过热蒸汽	无需液封
十分抗冻	少量水残存在阀体内
初期投资低	结构相对简单

热动力圆盘式蒸汽疏水阀的诸多弊端

弊端	原因
使用寿命短	机械结构造成疏水阀的工 作磨损
更大的蒸汽损失	无水封会在冷凝水排放时 造成蒸汽损失
易受环境影响	雨水和/或冷空气会造成无 负载驱动
噪音大	机械结构排放大排量冷凝 水时会造成比其它疏水阀 更多的噪音。

热动力圆盘式蒸汽疏水阀的机械机构

热动力圆盘式蒸汽疏水阀有着间歇性和周期性的工作特点。由圆盘和阀座环组成的疏水阀机构会开启几秒来排放冷凝水，然后关闭较长的一段时间直到新的一轮排放开始。

热动力圆盘式蒸汽疏水阀的开启和关闭由疏水阀圆盘底部和顶部两端不同的力决定。这些力本质上基于动力的变化和空气、冷凝水、蒸汽这些典型流体的压力能。

在启动时，输入流体由空气和、或者是冷凝水（有时还可能是蒸汽）在管道压力下产生一个处于疏水阀圆盘底部的开启力（提升力）；以此来使它提升和开启。这个开启力把圆盘从阀座上提起使冷凝水流出。下一节将解释圆盘结构在开启后如何关闭。

情况1：从开启状态到关闭状态(热动力学解释)。

当它在开启状态下，由两个主要的力作用在圆盘上：在圆盘上方压力室中的蒸汽，和快速流过圆盘下方的蒸汽。那些使疏水阀开启或关闭的蒸汽称为控制蒸汽。

圆盘式疏水阀如何关闭

当蒸汽快速流过疏水阀圆盘下方，圆盘下方压力降低。圆盘由于控制室里较高的压力被"推"到阀座上。这样疏水阀就被关闭了。

伯努利力起的作用

伯努利原理表明流体速度的上升会伴随着它压力的降低。

闪蒸汽和生蒸汽都能作为控制蒸汽。当冷凝水进入疏水阀中由于压力的减小而转变成了闪蒸汽。在冷凝水负载较小或者设计上可能缺乏抵抗力，没有预防不必要的蒸汽损失时候是生蒸汽。最好的设计是最小化或者消除生蒸汽的使用。并且尽可能的使用闪蒸汽。

控制室中的蒸汽产生一个向下作用于圆盘顶部的以力，值为压力X面积。圆盘下方的控制蒸汽由于其高速而在圆盘下方产生一个下降压力。（只要圆盘处于开启状态）

阀门被设计成在接近蒸汽温度的时候关闭，这使得疏水阀一次性排放出积累的冷凝水。当关闭力足够大以至于超过开启力（提升力），疏水阀关闭。

控制室中的压力下降。

热辐射和其他热损致使控制室中的压力下降，最终导致圆盘被提离阀座，进而排放冷凝水。

圆盘式疏水阀上的作用力

有两种力作用于圆盘上，关闭力和开启力（提升力）

情况2：从关闭状态到开启状态（热动力学解释）

当处于关闭状态时，进入压力控制室的蒸汽产生一个作用于圆盘上的关闭力，并使密闭的控制室关闭。

随着时间的流逝，压力控制室中关闭力（也就是压力）由于冷凝水的流入、环境因素造成的热辐射和对流导致的传导热损失，和由于外圈导致的一些泄漏（比如外圈的磨损和损坏）。当关闭力小于开启力（提升力），圆盘就会上升并再次排放冷凝水。

处于关闭状态时，关闭力的大小只由作用于圆盘顶部的蒸汽压力决定。开启力的大小由圆盘下方的进口压力决定，当疏水阀关闭时开启力的作用面积将减小，基本上是局限于进口的直径。

磨损的疏水阀圆盘和阀座

当疏水阀的圆盘或者阀座损坏或者破损，压力控制室中的压力下降的更快，导致疏水阀开启关闭更频繁。

举个简单的例子，圆盘顶部的表面积比底部的表面积较大这样产生一个有效的压力差，这样就能提供一个紧密的闭合状态。这种表面积差防止了疏水阀在两边压力相似的情况下不开启，这也是为什么一些制造商使用较大直径的圆盘来使其密封更有效，当关闭力比开启力小时，疏水阀开启然后开始一个新的排放循环。

情况3：在蒸汽系统中使用空气控制开启和关闭（空气动力学解释）

至少在开始阶段，进入疏水阀的蒸汽流中包含大量的空气。空气与蒸汽蒸发同样都产生了关闭热动力圆盘式疏水阀的关闭力。无论如何，不像蒸汽，空气不会因为环境原因冷凝而使圆盘开启。一般的圆盘式疏水阀会锁住，这种情况被称为空气绑。这种典型情况会使疏水阀失效（低温疏水阀），有很多方法可以解决这个现象。想获取相关信息，请看： 空气绑

圆盘式疏水阀中空气绑

由于空气不像蒸汽一样可以冷凝，控制室中的压力不会降低致使开启力不会大于关闭力，阻碍了冷凝水的排放

圆盘式疏水阀的制造商们用多种方法解决空气绑问题，有些特意在圆盘上增加了一个泄漏通道，一些会在过滤器上包含一个单独的排污阀用于在启动时帮助排出大量的空气。设计上的差异会明显的表现在功能性蒸汽泄漏值上，并会在平常的运行中表现为蒸汽泄漏。如果疏水阀已经有了一个内置的泄露通路，它的密封能力在一开始就是不强的。

泄漏通路的使用

如果添加了一个泄漏通路，空气和蒸汽同时被排放了，浪费了能量。疏水阀也开闭的更频繁，这将加速疏水阀的磨损和减短疏水阀的使用寿命。

先进的热动力圆盘式疏水阀

一个新的解决空气绑的方法是在启动时结合内置的感温排空阀。这个先进的设计称为带温度感应排空装置的热动力圆盘式疏水阀。

在启动时，感温环使圆盘离开阀座，直到空气被排出系统。当空气排出后，流体的温度上升使感温环膨胀并向下移动到一个静止的位置，这样热动力圆盘式疏水阀就能正常运行了，而且还有一个益处是不用在蒸汽系统中另外内置一个泄漏通路去解决空气绑问题了。

先进的热动力圆盘式疏水阀示例

应对如空气绑的问题，某些用双金属环使疏水阀常开的圆盘式疏水阀是很适用的。其他创新包括改善圆盘和阀座的密封性,这样包含过滤器的组合，因为其可更换模块而便于维护

这种先进的设计的好处是疏水阀机构能尽最大可能的密封，因为他只有一个明确的功能：紧紧的密封以防止蒸汽泄露。

先进的热动力型号还有其他特征来降低寿命周期这方面的花费，典型的改善包括：全Y型过滤器增加可靠性，启动设备中加排污阀和完全可替换的内部零件来降低维护维修所需的成本和时间(摘自TLV)。

深圳市罗氏名特工业技术有限公司

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