ROSS電磁閥內(nèi)部流動特性分析
 

　　ROSS電磁閥流量特性近似于線性。朱預(yù)等人詳細(xì)分析了液壓系統(tǒng)中常用的圓形閥口三通滑閥的靜態(tài)特性，推導(dǎo)了該閥的壓力流量方程，繪制了無量綱壓力流量特性曲線，得到了該閥的零壓力增益、流量增益和壓力流量系數(shù)。
 

　　ROSS電磁閥與球閥是同一角度行程控制閥，但閥體為圓柱形，閥芯中部為三通管，支撐體為十字肋板結(jié)構(gòu)，可改變介質(zhì)的流向、分流和流量調(diào)節(jié)。這個閥門位于比例肥料的入口。水通道閥門的部分水平出口流入肥料吸收室進(jìn)行流體力學(xué)肥料吸收，其余部分則從閥門的垂直出口流出，直接與水肥混合參與灌溉。通過改變閥角，改變水分進(jìn)入肥料吸收部位的比例，從而改變肥料的肥料比例。這種閥門結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn)有的三通閥，對這種閥門的研究很少。
 

　　隨著計算流體力學(xué)的發(fā)展，CFD技術(shù)在泵閥流場分析中的應(yīng)用已成為一種普遍的手段。通過模擬和試驗，對三通閥的調(diào)節(jié)特性進(jìn)行單獨(dú)的研究，有助于提高三通閥的結(jié)構(gòu)，為改善三通閥的結(jié)構(gòu)提供參考，并將其作為獨(dú)立部件應(yīng)用于管道中。
 

　　采用FLUENT軟件對三通流量控制閥的分流比和內(nèi)流特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了驗證。
 

　　ROSS電磁閥主要結(jié)果如下：1)當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)位置在15°~75°之間時，三通流量調(diào)節(jié)閥可以有效地分流。隨著調(diào)節(jié)閥角度的增大，水平分流比增大到0.55，然后下降到0.40，繼續(xù)增大到1.00，與水平流出面積與總流出面積的比值相同。
 

　　2)ROSS電磁閥角度的增大，閥入口和閥芯的過流面積減小后對稱增大。45°為點，進(jìn)口管道壓力增大后減小，45°為峰值和對稱點，壓力曲線越高，但變化趨勢和曲線形狀相同。
 

　　3)ROSS電磁閥閥門入口與閥芯之間連接部分的流動面積急劇減小，節(jié)流效應(yīng)導(dǎo)致閥門進(jìn)口管道的流量和壓力。
 

　　(1) A型安裝在設(shè)備上的手動操作閥，這類閥門安裝在發(fā)生泄漏但不會發(fā)生火災(zāi)的場所；此處一般為工藝閥門。
 

　　(2) B型安裝在工藝管道上的手動操作閥；這類閥門安裝在離著火泄漏點25英尺(7.6m)以外的場所，且閥門尺寸不大于8英寸，壓力等不超過ASME CLASS300。此處一般為工藝閥門。
 

　　(3) C型安裝在工藝管道上的動力操作閥；這類閥門安裝在離著火泄漏點25英尺(7.6m)以外的場所，且閥門尺寸大于8英寸，高度不高于15英尺，壓力等超過ASME CLASS300。
 

　　(4) D型動力操作的閥門，并能通過安裝在現(xiàn)場和控制室的按鈕關(guān)閉閥門。這類閥門的安裝位置沒有太多限制，但控制按鈕應(yīng)安裝在離著火泄漏點40英尺(12.2m)以外的火災(zāi)危險區(qū)以外。火災(zāi)危險區(qū)域Fire Zone內(nèi)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制電纜、動力管路等采用防火設(shè)計或者設(shè)計成火災(zāi)情況下，操作不會失效，配管配線的支架也采用防火設(shè)計。
 

　　ROSS電磁閥根據(jù)實際工程經(jīng)驗，我們平常接觸的緊急隔離閥EBV一般采用D型的要求。
 

　　而在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇上有電動、氣動、液動等，下文以氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例進(jìn)行論述。根據(jù)際電工委員會(IEC)對調(diào)節(jié)閥(外叫做控制閥Control Valve)的定義，調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成。
 

　　二、閥體部件的耐火/fire-test
 

　　閥門耐火定義為閥門在高溫火焰中保持正常工作的能力，是衡量閥門安全的重要指標(biāo)之一，閥門的耐火試驗是確定其耐火的方法。
 

　　需要注意的是，閥門具有耐火，并不是指閥門在高溫火焰中*不漏，一直不漏；而是指閥門在高溫火焰中，在一定時間內(nèi)(一般30分鐘)允許一定的泄露量(閥門耐火試驗主要的泄漏指標(biāo)及操作要求有火燒期間內(nèi)漏、火燒期間外漏、冷卻后低壓試驗及操作試驗等)。故在SH/T3005-2016中，針對閥體、閥內(nèi)件、閥蓋與填料上均提出了本質(zhì)fire-safe要求。
 

　　ROSS電磁閥工程實踐中，上游沒有提出防火要求，該如何判定該閥是否需要fire-safe呢，一般在材料等規(guī)定中，比如工藝閥會注有“防火、防靜電、防噴出”等安全要求，此時即可認(rèn)為該閥需要fire-safe。
 

　　耐火試驗不僅僅有API標(biāo)準(zhǔn)，還有其他家和組織的標(biāo)準(zhǔn)，在工程中要區(qū)別對待(主要是美API和歐洲BS, ISO)。
 

　　ROSS電磁閥當(dāng)該閥是防火用緊急切斷閥時(可以認(rèn)為在Fire Zone內(nèi))，分為以下兩種情況：
 

　　情況一：工藝要求火情下，該閥立即動作。
 

　　在火災(zāi)發(fā)生時，工藝要求切斷物料起到隔離作用，可以在時間有效控制火情，進(jìn)而為下一步的消防滅火工作創(chuàng)造有利條件，避免惡性安全事故發(fā)生。在此要求的情況下，選擇滿足API標(biāo)準(zhǔn)耐火的閥門就可以滿足fire safe要求(除了執(zhí)行機(jī)構(gòu))。
 

　　對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以不做要求。畢竟此時需要的是滿足工藝要求的閥門按需動作(時間要求)，切斷物料起隔離作用。于閥門的動作時間，一般以工藝要求為主(考慮水錘和汽錘原因，也可能是慢動作，慢動作過長，也要根據(jù)實際情況考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的防火要求，裝置內(nèi)很少很少此類要求)。
 

　　ROSS電磁閥除此之外，可以故障安全位置(一般FC)模式的彈簧復(fù)位型執(zhí)行機(jī)構(gòu)；或者采用在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上安裝易熔塞；或者在靠近閥門的一段氣源管線選擇耐日曬的易熔斷材質(zhì)(比如聚乙烯管)等等，實現(xiàn)在火災(zāi)時執(zhí)行故障安全位置(一般FC)要求。這些都是從本質(zhì)安全角度考慮的設(shè)置要求。
 

　　當(dāng)然，也有一種觀點認(rèn)為，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也做防火設(shè)計(防火罩)，以避免因火災(zāi)損壞執(zhí)行機(jī)構(gòu)導(dǎo)致閥位失控。采用在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上安裝易熔塞。