DIN PN16 船用手动快关角阀

船用手动快关角阀压力范围：0-1.6Mpa（即PN0-PN16） 介质温度：-20 ℃ ~+200 ℃ (常温型） -20℃ - +250℃（高温型） 环境温度：-10 ℃ ~+80 ℃

船用手动快关角阀，压力范围：0-1.6Mpa（即PN0-PN16） 介质温度：-20 ℃ ~+200 ℃ (常温型） -20℃ - +250℃（高温型） 环境温度：-10 ℃ ~+80 ℃

• 释    义

• 主蒸汽管路与汽轮机间的关闭机构

• 作    用

• 在紧急状态下切断的汽轮机的进汽

• 组    成

• 阀体部份和油缸部分

结构及作用

播报

编辑

图1 速关阀结构图

速关阀主要由两大部分组成，如图1所示。

控制系统

控制速关阀开闭的液压系统。控制阀由液压控制系统控制。控制阀的上端连接一个弹簧。在控制阀关闭的时候，弹簧在油压力的作用下处于伸长状态，当收到使阀打开的指令时，液压腔内压力瞬时消失，油压力卸载，控制阀在弹簧力的作用下向上运动将液压腔内的液压油排除使控制阀打开。当需要关闭控制阀时，就向液压腔内注入液压油。则控制阀在液压油和弹簧力的共同作用下向下运动，直至将阀口关闭。控制部分除了液压控制阀外，还有手动轮盘控制部分。当液压控制阀出现故障而又需要速关阀关闭的时候，需要手动关闭速关阀。

驱动执行元件

图2 活塞三维实体图

驱动部分包括动力源和液压执行机构。液压介质采用油。油缸、油泵和蓄能器等组成独立的密闭的动力油源系统。油泵提供液压动力，液压执行机构由缸体、活塞、阀头、阀杆等主要部件和导向与密封装置等组成，它们相互连接构成一个运动整体。通过活塞的上下运动带动阀头、阀杆的运动，实现速关阀的开闭。

图2为活塞的三维实体图，如图所示活塞为环形结构，通过中间孔和阀杆等部件连接起来。周向的环形槽用于安放密封零件。活塞在速关阀的中的作用非常重要，将油压力和弹簧力的势能转化为执行部件的动能。从而实现速关阀的快速关闭。

图3 油压缸三维实体图

阀头和阀杆在速关的过程中会受到很大的冲击力，所以对阀头和阀杆的结构和材料属性都要有很高的要求，以保证速关阀在快速关闭的时候，能满足使用要求。

传动机构的下侧为油缸，传动机构与油缸之间有活塞隔开。动力油源系统集成在一起，成为液压油站。在常态下，油泵向系统供油，使系统保持额定压力，通过控制阀的闭锁，实现阀门的保位功能在工作状态下，液压执行机构受控于液压阀，依靠系统控制油压和蓄能器的蓄能能量释放，实施快速关闭和正常启闭。在阀门快速关闭的过程中，当近于全关位置时减速关闭，防止密封面受冲击。

在速关阀打开的时候，液压油对活塞做功底部弹簧积蓄能量，在速关阀需要关闭的时候，弹簧释放能量对活塞做功带动阀头、阀杆运动使速关阀快速关闭。缸体是速关阀机构的主要零件之一，其体积、重量较大，油道孔槽较多要求具有较高的加工精度。其气密性的好坏直接决定着速关阀机构能否平稳、有效的运行。其机构如图3所示。

工作原理

播报

编辑

速关阀在船舶正车航行时，进油口打开，出油口关闭，液压油从进油口通入，在液压油的作用下活塞向下运动，底部弹簧被压缩，直至规定位置，速关阀打开，此时工作腔内的液压力与活塞底部弹簧力平衡。

当船舶需倒车航行时，控制阀收到速关阀关闭的指令，控制阀在顶部弹簧力的作用下迅速向上运动时间非常短可忽略不计出油口打开，工作腔内液体压力瞬间消失，活塞在底部弹簧力和液流惯性阻力的作用下快速向上运动，油腔中的液压油从出油口排到油箱中，实现速关阀快速关闭。

受力分析

播报

编辑

图4 速关阀受力分析图

对速关阀关闭时进行受力分析如图4所示。控制阀打开时，工作腔内油压瞬间降低，此时活塞在底部弹簧力的作用下带动阀杆向上加速运动，在运动过程中会受到活塞及阀杆与工作腔壁摩擦所产生的摩擦力和工作腔内高速液体的惯性阻力。

由于重力和摩擦力与弹簧力相比非常小，故在计算过程中可以忽略不计，则执行部件在运动过程中主要受到底部弹簧力和液压腔中液流惯性阻力。在一般的动力分析情况下，只须先分别求出弹簧力和液压油的液流惯性阻力与时间的关系，然后将力与时间的关系分别施加到受力部位，通过ANSYS/LS-DYNA几一计算出速关阀的关闭时间及在冲击过程中的动态应力。以下分别对弹簧力及液流惯性阻力进行计算 。船用手动快关角阀