疏水閥的工作原理

熱靜力式蒸汽疏水閥較其他類型疏水閥噪聲小， 低溫時呈開啟狀態(tài)，在開始啟動時或停止運(yùn)行時存積在系統(tǒng)中的凝結(jié)水可在短時間內(nèi)排除，使疏水閥不會凍結(jié)。由于該型閥依靠溫差而動作，因此動作不靈敏，不能隨負(fù)荷的急劇變化而變化，僅適用于壓力較低，壓力變化不大的場合。閥的允許背壓度不低于30%。

（1）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，即用兩種溫度線脹系數(shù)相差很大的雙金屬制作而成。雙金屬組件根據(jù)蒸汽系統(tǒng)溫度和壓力的不同，可在不同介質(zhì)溫度中產(chǎn)生不同的變形和推力（或拉力）， 從而推動閥芯幵關(guān)閥門。其動作靈敏度高，能連續(xù)排水，排水性能好，過冷度較大，并可調(diào)節(jié)，排氣性能好，且反向密封具有止回功能。zui大使用壓力可達(dá) 21.5MPa （表），zui高使用溫度可達(dá)550°C。抗污垢、 抗水擊性能強(qiáng)，允許zui大背壓為入口壓力的50%， 經(jīng)調(diào)整可提高背壓，也可作為蒸汽系統(tǒng)排空氣閥。常見的雙金屬片組件有懸臂梁型（圖12-16）、簡支梁型、星型和圓板型等。

系統(tǒng)開始工作時，凝結(jié)水在低溫狀態(tài)下進(jìn)入蒸汽疏水閥，雙金屬片不變形，閥孔開啟，所有低溫凝結(jié)水及大量進(jìn)入疏水閥的空氣得以順利排出。當(dāng)凝結(jié)水溫度升高達(dá)到一定程度后，雙金屬片就會受熱變形產(chǎn)生作用力，當(dāng)此力大于蒸汽疏水閥內(nèi)壓力時，就會關(guān)閉閥瓣，終止排水。當(dāng)凝結(jié)水在管道或用汽設(shè)備中因散熱造成溫度下降后，雙金屬片的變形減少，作用力小于蒸汽疏水閥內(nèi)的壓力，閥瓣重新開啟，排出凝結(jié)水。所以雙金屬片式疏承閥是間歇工作的。雙金屬片隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，阻汽排水

ARI公司生產(chǎn)的C〇NA@B600系列高壓雙金屬片疏水閥（圖12-17），規(guī)格參數(shù)為DN15?25， PN630,zui高工作溫度580°C時工作壓力可達(dá)32MPa,專門用于高壓場合。具有防水錘耐蝕型雙金屬片結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)啟動時可以自動排除空氣等不凝性氣體，帶止回保護(hù)功能，內(nèi)置過濾器，可安裝在任意位置，閥蓋勿向下 根據(jù)工況要求可連續(xù)調(diào)節(jié)所排放凝結(jié)水過冷度，其雙金屬片結(jié)構(gòu)可以在線更換。

（2）膜盒式疏水閥

膜盒式疏水閥（圖12-18）的主要動作元件是金屬膜盒，內(nèi)充一種汽化溫度比水的飽和溫度低的流體 結(jié)構(gòu)簡單，延遲時間短，靈敏度高，耐水擊，不易損壞，不需要人工調(diào)整，工作性能可靠，可連續(xù)排水 工作時閥前存有高溫冷凝水，漏汽率小于1%， 節(jié)能*；自動排放空氣等不凝氣體；體積小， 不怕凍，安裝不受方位限制，可以水平或垂直安裝， 也可以傾斜安裝；維修方便，在管線上就可以檢查、 修理和更換零件；zui大背壓率小于等于80%，膜盒堅(jiān)固，使用壽命長；關(guān)閥時閥瓣和閥座所受沖擊力小，不易磨損；但抗污垢、抗水擊性差，排量小，也可作為蒸汽系統(tǒng)的排空氣閥，同時不能排放飽和溫度下的冷凝水，不能用于不允許積存冷凝水的設(shè)備上。

閥殼及閥蓋為鑄鐵或鑄鋼制造，閥片、閥座、膜盒殼、膜片及濾網(wǎng)等均用耐蝕材料如不銹鋼等制成  在膜盒內(nèi)封入感溫溶液。閥片焊在膜片上，隨膜片動作而上下動作。當(dāng)膜盒周圍凝結(jié)水溫度低時，膜盒內(nèi)部感溫溶液未達(dá)到沸點(diǎn)蒸發(fā)，膜盒內(nèi)壓力比外部壓力低，閥處于開啟狀態(tài)，空氣和低溫凝結(jié)水可連續(xù)順利 排出，當(dāng)凝結(jié)水溫度上升，接近感溫溶液飽和溫度時，膜盒內(nèi)部感溫溶液達(dá)到沸點(diǎn)汽化膨脹，膜盒內(nèi)壓力上升，且大于膜盒外部壓力，將帶閥片的膜片壓下，關(guān)閉閥孔。關(guān)閉閥孔的動作極為迅速，不致泄漏蒸汽。當(dāng)凝結(jié)水系統(tǒng)因散熱使水溫度降低，膜盒內(nèi)感溫溶液蒸汽向已降溫的凝結(jié)水放熱，感溫溶液蒸汽凝結(jié)，膜盒內(nèi)壓力下降，到小于膜盒外凝結(jié)水壓力時， 閥片就開啟排水。

（3）波紋管式疏水閥

波紋管式疏水閥的閥芯是不銹鋼波紋管內(nèi)充一種汽化溫度低于水飽和溫度的液體。隨著蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，該閥設(shè)有調(diào)整螺栓，可根據(jù)需要來調(diào)節(jié)使用溫度。該閥結(jié)構(gòu)簡單，動作靈敏，間斷性排水，過冷約5?20°C，工作壓力受波紋管材料的限 制，一般為1.6MPa （表），抗污垢、抗水擊性能差  也可作為蒸汽系統(tǒng)排空氣閥。此類蒸汽疏水閥分單波紋管和多波紋管（圖12-19）兩種。

波紋管式疏水閥的波紋管內(nèi)裝有乙醇（酒精）、 水、機(jī)油、蠟質(zhì)或其他混合的感溫介質(zhì)。一般把感溫元件安裝在殼體內(nèi)，裝乙醇的波紋管式蒸汽疏水閥用于低壓；裝水作感溫溶液的波紋管式蒸汽疏水閥用于較高壓力處。但在波紋管內(nèi)灌注水時，波紋管須抽真空，使感溫元件波紋管先受一定的壓縮力。所以在受熱膨脹時，所產(chǎn)生的拉力，還應(yīng)減去其壓縮力。波紋管灌注其他感溫溶液時不需要抽真空。當(dāng)用汽設(shè)備啟動時，因凝結(jié)水溫度低，感溫元件未膨脹，不能關(guān)閉閥孔，所以空氣能順利通過疏水閥排出。排出空氣后，低溫凝結(jié)水才流入疏水閥中，此時感溫溶液仍是液體狀態(tài)，不能使感溫元件膨脹而關(guān)閥，因此，低溫凝結(jié)水能順利通過疏水閥排出。此時波紋管中感溫溶液尚未達(dá)到飽和溫度，液體壓力與外力和壓縮彈力相平衡，波紋管伸長量很小，不能關(guān)閉閥孔，所以閥孔一直開著。當(dāng)流人疏水閥中凝結(jié)水的溫度逐漸升高， 波紋管內(nèi)感溫溶液溫度上升，達(dá)到一定溫度時，幵始蒸發(fā)成蒸汽發(fā)生壓力。在凝結(jié)水溫度比飽和蒸汽溫度低到一定值時，即達(dá)到所設(shè)定的“過冷度”時，波紋管內(nèi)感溫溶液蒸發(fā)的飽和壓力大于凝結(jié)水壓力，此時就關(guān)閉閥孔。

（4）溫敏蠟式疏水閥

溫敏蠟式疏水閥采用新型溫敏蠟熱動力元件（圖 12-20），同時滿足微位移與大驅(qū)動力的要求，具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、溫度控制精度較高的優(yōu)點(diǎn)。但是由于蠟式熱動力元件內(nèi)件的限制，作為蒸汽疏水閥的感溫元件，其使用溫度范圍有限，適用于有一定過冷度的場合，不能用于高溫環(huán)境。

感溫蠟被密封在銅罩和橡膠套之間，當(dāng)流體或蒸汽通過蠟式熱動力元件時，蠟式熱動力元件受熱（遇冷），熱量通過剛性紫銅密封容器外壁使杯內(nèi)石蠟受熱熔化（冷凝）體積膨脹（收縮），推動膠囊橡膠體 （或橫隔膜），推動活塞，帶動調(diào)節(jié)套筒運(yùn)動，從而完成裝置所要求的目的。推桿行程的大小是蠟式熱動力元件的主要性能指標(biāo)。同一溫度下，載荷越大，行程越小。對于已確定的蠟元件和外載荷，蠟式熱動力元件的特性是固定不變的。為了制造的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可將蠟式熱動力元件設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)形式在需要的力量和行程較大時，可選用密封容器容積較大的，反之可選用容積較小的。這樣可使蠟式熱動力元件適用于不同的條件下和裝置中，也對蠟式熱動力元件的推 廣起到了很大的促進(jìn)作用。在蠟式熱動力元件中，推桿與彈性套筒之間的摩擦對蠟元件的工作壽命起著決定性的作用，因此在設(shè)計制造蠟式熱動力元件時應(yīng)盡可能地降低推桿和彈性套筒摩擦副表面的粗糙度，減小摩擦力。

蠟式熱動力元件是一種溫度敏感性元件，不同的設(shè)計額定溫度就要使用相應(yīng)膨脹性能的感溫蠟，蠟的熱膨脹性直接影響熱動力元件的控溫性能，因此對感溫蠟的研究就顯得非常重要。感溫元件的關(guān)鍵部件是石蠟材料和橡膠套，為了使石蠟在各點(diǎn)能zui大限度地均勻膨脹，在石蠟中摻有金屬粉末，提高其導(dǎo)熱性， 而金屬粉末的添加方式對石蠟復(fù)合材料的膨脹率也有一定影響，但不會改變石蠟復(fù)合材料的膨脹特性。