一、核心特点与工作原理
V型球芯 (V-notch Ball)
这是它与普通开关球阀最根本的区别。其球芯不是标准的圆形通孔,而是带有一个V型缺口。
工作原理:通过气动执行器(通常配备阀门定位器)驱动阀杆,使球芯在0°到90°之间旋转。随着球芯的转动,V型缺口与阀座之间的流通面积发生非线性变化,从而实现精确的流量调节。
流量特性:V型切口设计天生具有近似等百分比的流量特性。这意味着在阀门开度较小时,流量变化平缓,控制精确;在开度较大时,流量变化迅速,调节能力强。这使得它非常适合大多数需要宽范围、高精度调节的场合。
强大的剪切与自洁能力
V型球的边缘在旋转过程中就像一个锋利的刀口,能够有效刮除、剪切流过阀座的纤维、颗粒物和粘稠物质,防止堵塞。
流体在通过V型切口时流速很高,对阀芯和阀座有很强的冲刷作用,进一步减少了介质在阀内的滞留和积聚。
气动执行器与定位器
气动执行器:提供动力,将控制气压转换为阀杆的旋转运动。
阀门定位器:这是实现精确调节的核心大脑。它接收来自DCS或PLC的控制信号(如4-20mA),并精确调整输出给执行器的气压,确保阀门开度与控制信号呈精确的线性关系,克服摩擦、压力变化等干扰。
小流量调节能力
由于V型缺口的设计,即使在很小的开度下,它也能提供稳定且可控的微小流量,避免了普通阀门小开度时容易发生的振荡问题。
二、主要应用领域
ZSHV型气动V型调节球阀凭借其精确调节、耐磨损、防堵塞的优势,被广泛应用于以下对控制要求苛刻的工业领域,特别是处理困难介质的场合。
1. 造纸行业(经典的应用)
纸浆浓度调节:用于精确控制纸浆的浓度,这是保证纸张质量的关键参数。其V型球芯能轻松应对含有长纤维的纸浆,绝不会被纤维缠结堵塞。
浆料流量控制:在输浆管道上,精确调节送往纸机各部位的浆料流量。
2. 化工与石油化工
浆料与悬浮液:控制如石灰浆、钛白粉、催化剂悬浮液等含有固体颗粒的介质流量。
纤维与粘稠介质:调节聚合物熔体、化纤浆料、粘胶等易粘结介质的流量。
结垢性介质:其自洁功能可以有效地清除可能附着在阀座上的结垢物。
3. 污水处理与环保工程
污泥调节:用于调节回流污泥和剩余污泥的流量,V型球芯能轻松剪切污泥中的絮状物。
混凝剂投加:精确控制PAC、PAM等絮凝剂的投加量,虽然隔膜阀也常用,但在需要更大口径或更强抗堵能力的场合,V型球阀是优选。
石灰乳投加:用于中和pH值的石灰乳溶液,极易沉积和结垢,V型调节阀是极少数能稳定胜任此任务的阀型之一。
4. 采矿与冶金工业
矿浆与尾矿输送:控制含有大量坚硬颗粒的矿浆流量,其耐磨衬里(如碳化钨)版本和剪切特性非常适合此恶劣工况。
选矿药剂添加:精确调节浮选剂的添加量。
5. 电力行业
水煤浆输送:对于采用水煤浆技术的电厂,用于调节水煤浆的流量,其防堵特性至关重要。
脱硫系统:调节石灰石浆液等介质的流量。
6. 食品与制药(需卫生级设计)
含颗粒流体:用于番茄酱、果肉、果汁、药浆等介质的流量调节,卫生级设计的V型球阀能确保且易于清洗(CIP)。
三、优势与选型注意事项
优势:
调节精确,控制质量高:等百分比流量特性,范围度宽(可达100:1以上)。
防堵耐操,适用性广:几乎是处理含颗粒、纤维、粘稠介质调节任务的阀型。
剪切力强,自洁性好:能有效切断纤维和刮除结垢物。
稳定可靠:在小开度下工作依然稳定,无振荡。
密封性好:通常采用软密封(如PTFE、PPL)或金属硬密封,泄漏等级高。
选型注意事项:
V型球芯开口角度:有30°、60°、90°、120°等多种V型开口,角度越小,节流能力越强,小流量调节性能越好。需根据工艺要求的可调比和Cv值来选择。
阀内件材质:对于磨损性强的介质(如矿浆),阀球和阀座需堆焊或整体采用硬质合金(如碳化钨),以极大延长使用寿命。
执行机构与定位器:必须根据所需扭矩和控制精度选配足够大的气动执行器和高精度定位器。
流量特性确认:虽然天生近似等百分比,但仍需与工艺要求进行匹配。
总结
ZSHV型气动V型调节球阀是流程工业中解决 “高难度介质精确调节” 问题的专家级工具。它不是一个简单的开关,而是一个高性能的控制终端。
它的典型应用场景是:在造纸、化工、环保、采矿等行业中,那些介质条件恶劣(含纤维、颗粒、粘稠、易结垢)、同时又要求进行高精度、宽范围连续调节的关键管路上。