В промышленном производстве и повседневной жизни поворотные затворы играют важнейшую роль как ключевые устройства для управления потоком жидкости. Крутящий момент дроссельного клапана является важным показателем, напрямую влияющим на удобство эксплуатации, надежность и срок службы. Более глубокое понимание крутящего момента дроссельных заслонок необходимо для повышения эффективности работы.
Что такое крутящий момент дроссельных заслонок?
Крутящий момент дроссельного клапана — это крутящий момент, необходимый для открытия или закрытия клапана. Он возникает в результате совместного воздействия трения между внутренними компонентами, такими как уплотнения, шток и корпус клапана, а также давления рабочей среды. Величина крутящего момента зависит от нескольких факторов, включая размер клапана, рабочее давление, текучую среду и температуру. Обычно он измеряется в Ньютон-метрах (Н-м).
Важность крутящего момента поворотных затворов
Настройка крутящего момента дроссельного клапана напрямую влияет на плавность его работы, качество уплотнения и долговечность. Правильно подобранный крутящий момент снижает износ, предотвращает утечки, защищает приводы и способствует повышению энергоэффективности. Правильно настроенный крутящий момент обеспечивает стабильную и надежную работу клапана.
Пять факторов, влияющих на крутящий момент в концентрических поворотных затворах
Крутящий момент седла
Сила трения при отсоединении диска клапана от упругого седла.Крутящий момент подшипника
Трение между поверхностью втулки и валом.Динамический крутящий момент
Сила, действующая на диск клапана под действием протекающей через него жидкости. Динамический крутящий момент обычно не является первостепенной задачей для поворотных затворов с эластомерным седлом, если только скорость потока не превышает 6 м/с, в этом случае динамический крутящий момент следует учитывать при выборе привода.Размер клапана и номинальное давление
Чем больше размер клапана, тем больший крутящий момент требуется. Аналогично, более высокие номинальные значения давления увеличивают крутящий момент.Свойства жидкости
Характеристики жидкости, такие как вязкость, плотность и температура, влияют на крутящий момент поворотного затвора.
Методы измерения крутящего момента поворотных затворов
Использование динамометрического ключа
Поверните клапан вручную с помощью динамометрического ключа и запишите требуемое значение крутящего момента. Этот метод подходит для ручных клапанов, но требует последовательных измерений.
Электронный датчик крутящего момента
Установите электронный датчик крутящего момента на рабочий вал клапана, чтобы регистрировать значения крутящего момента в реальном времени во время открытия и закрытия. Этот метод отличается высокой точностью и подходит для больших или автоматизированных клапанов.
Оборудование для гидравлических испытаний
Для клапанов с гидравлическим приводом гидравлическое испытательное оборудование может измерять крутящий момент путем регулирования давления в системе, обеспечивая значения крутящего момента в различных рабочих состояниях.
Измерение крутящего момента в приводе
Некоторые электрические или пневматические приводы имеют встроенную функцию измерения крутящего момента, автоматически регистрируя данные о крутящем моменте во время работы клапана. Этот метод идеально подходит для автоматизированных систем, обеспечивая получение точных данных в режиме реального времени.
Метод расчета определяет момент открытия путем теоретических вычислений на основе параметров конструкции клапана, свойств жидкости и условий эксплуатации.
Примечание: При расчете крутящего момента клапана необходимо учитывать трение между диском и седлом клапана, трение между штоком и сальником, а также усилие, оказываемое на диск различными перепадами давления. Из-за широкого разнообразия материалов для диска, седла и сальника — каждый из которых имеет уникальные коэффициенты трения, площадь контакта и степень сжатия — расчетные значения крутящего момента служат в качестве эталона, но на них влияют многочисленные факторы. Поэтому, как правило, фактические измерения предпочтительнее теоретических расчетов.
Общий крутящий момент можно рассчитать следующим образом:
Ta = Ts + Tb + Td
Где:
Ta : Требуемый крутящий момент привода
Ts=крутящий момент на сиденье
Tb = Крутящий момент подшипника
Td=динамический крутящий момент
Tb = Qc * fC * Ds / 2
Где:
P=нормальное давление
Fc=Фрикционный коэффициент
Ds=Диаметр шафа
Td = Ct * D3 *△ P
Где:
Td=коэффициент динамического крутящего момента
D= Нормальный диаметр клапана
△ P=Падение давления
Ts = Qm * R / 1000
Где:
Qm=Фрикцион уплотнительной поверхности
Qc=нагрузка на подшипник
R = Радиус диска
Пример таблицы крутящего момента поворотных затворов
Характеристики крутящего момента основаны на оптимальных условиях испытаний. Фактические крутящие моменты могут отличаться в различных условиях эксплуатации и окружающей среды.
Приведенные значения крутящего момента представляют собой крутящий момент, необходимый для открытия и повторной посадки клапана. Приведенные значения основаны на использовании воды и других смазочных жидкостей и включают коэффициент безопасности.
Таблица 1: Пример диаграммы крутящего момента для клапанов с резиновым седлом
| Значение крутящего момента для дроссельного клапана с резиновым седлом (Н.м) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Размер клапана | мм | PN6 (85PSI) | PN10 (16PSI) | PN16 (250PSI) | |||
| сухой | мокрый | сухой | мокрый | сухой | мокрый | ||
| 1.5″ | 40 | 11.5 | 8 | 18.5 | 9 | 22 | 11 |
| 2″ | 50 | 20.3 | 12.5 | 22.1 | 13.9 | 24.2 | 15.1 |
| 2.5″ | 65 | 26.1 | 13.8 | 29.2 | 15.4 | 32.7 | 17.2 |
| 3″ | 80 | 39.9 | 21 | 41.1 | 21.7 | 43.7 | 23.1 |
| 4″ | 100 | 60.5 | 34.9 | 67.8 | 37.1 | 72.8 | 39.8 |
| 5″ | 125 | 85.1 | 53.5 | 101 | 57.9 | 108 | 61.9 |
| 6″ | 150 | 149 | 84.5 | 165 | 93.9 | 174 | 102 |
| 8″ | 200 | 264 | 154 | 297 | 173 | 330 | 192 |
| 10″ | 250 | 423 | 249 | 486 | 286 | 549 | 323 |
| 12″ | 300 | 605 | 371 | 699 | 429 | 799 | 490 |
| 14″ | 350 | 699 | 466 | 825 | 550 | 970 | 625 |
| 16″ | 400 | 948 | 632 | 1133 | 755 | 1307 | 846 |
| 18″ | 450 | 1247 | 831 | 1253 | 1012 | 1788 | 1131 |
| 20″ | 500 | 1639 | 1093 | 1617 | 1350 | 2308 | 1431 |
| 24″ | 600 | 2519 | 1679 | 2622 | 2111 | 3711 | 2301 |
| 28″ | 700 | 4511 | 3008 | 4903 | 3269 | 6850 | 5670 |
| 30″ | 750 | 5222 | 3482 | 5677 | 3785 | 7916 | 6782 |
| 32″ | 800 | 5939 | 3762 | 6456 | 4304 | 9180 | 7840 |
| 36″ | 900 | 7363 | 4949 | 7879 | 5252 | 13786 | 10150 |
| 40″ | 1000 | 12539 | 8359 | 13377 | 8917 | ||
| 42″ | 1050 | 14300 | 9538 | 15291 | 10193 | ||
| 44″ | 1100 | 16301 | 10867 | 17390 | 11592 | ||
| 48″ | 1200 | 17585 | 11723 | 18816 | 12735 | ||
| Значение крутящего момента для дроссельного клапана с тефлоновым седлом (Н.м) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Размер клапана（дюйм） | мм | PNG (85PSI) | PN16 (250PSI) | ||
| сухой | мокрый | сухой | мокрый | ||
| 1.5″ | 40 | 31.3 | 19.4 | 36.2 | 23 |
| 2″ | 50 | 39.1 | 24.3 | 45.2 | 28.2 |
| 2.5″ | 65 | 48.8 | 35 | 61 | 32.1 |
| 3″ | 80 | 74.6 | 39.4 | 81.8 | 43 |
| 4″ | 100 | 119.3 | 65.3 | 136 | 74.3 |
| 5″ | 125 | 175 | 100.6 | 202 | 116 |
| 6″ | 150 | 278 | 158 | 325 | 191 |
| 8″ | 200 | 494 | 287 | 617 | 358 |
| 10″ | 250 | 790 | 465 | 1026 | 603 |
| 12″ | 300 | 1132 | 694 | 1493 | 916 |
| 14″ | 350 | 1814 | 1153 | 1905 | 1269 |
| 16″ | 400 | 2398 | 1394 | 2518 | 1534 |
| 18″ | 450 | 3340 | 2047 | 3508 | 2252 |
| 20″ | 500 | 4122 | 2449 | 4329 | 2694 |
| 24″ | 600 | 7044 | 3882 | 7396 | 4270 |
Значение Kv дроссельного клапана
Значение Kv (коэффициент расхода) дискового затвора — это показатель, используемый для измерения пропускной способности клапана. Значение Kv представляет собой расход воды, проходящей через клапан в полностью открытом состоянии при заданных условиях. В частности, он определяется как объем воды (в кубических метрах в час, м³/ч), который проходит через клапан при разнице давлений на концах клапана в 1 бар.
CV=1.17KV
|
KV |
||||||||||
|
Диаметр/DN |
Положение диска (угол открытия) |
|||||||||
|
мм |
дюйм |
10° |
20° |
30° |
40° |
50° |
60° |
70° |
80° |
90° |
|
40 |
1-1/2 |
0 |
1 |
3 |
6 |
11 |
18 |
30 |
53 |
59 |
|
50 |
2 |
0 |
2 |
5 |
12 |
21 |
35 |
59 |
105 |
117 |
|
65 |
2 1/2 |
0 |
4 |
11 |
25 |
46 |
76 |
126 |
226 |
251 |
|
80 |
3 |
1 |
7 |
21 |
46 |
82 |
137 |
228 |
410 |
455 |
|
100 |
4 |
1 |
10 |
31 |
70 |
124 |
207 |
345 |
621 |
690 |
|
125 |
5 |
2 |
23 |
68 |
152 |
273 |
455 |
759 |
1366 |
1518 |
|
150 |
6 |
3 |
35 |
108 |
242 |
435 |
725 |
1209 |
21776 |
2418 |
|
200 |
8 |
5 |
73 |
220 |
586 |
897 |
1479 |
2465 |
4426 |
4929 |
|
250 |
10 |
9 |
136 |
410 |
921 |
1675 |
2792 |
4653 |
8375 |
9306 |
|
300 |
12 |
10 |
150 |
455 |
1023 |
1861 |
3102 |
5170 |
9306 |
10340 |
|
350 |
14 |
12 |
179 |
543 |
1218 |
2217 |
3734 |
6223 |
11201 |
12445 |
|
400 |
16 |
14 |
204 |
441 |
1386 |
2521 |
4247 |
7078 |
12740 |
14155 |
|
450 |
18 |
18 |
276 |
836 |
1879 |
3418 |
5757 |
9595 |
17271 |
19190 |
|
500 |
20 |
23 |
360 |
1093 |
2455 |
4467 |
7524 |
12672 |
22810 |
25344 |
|
600 |
24 |
31 |
466 |
1412 |
3171 |
5770 |
9719 |
16368 |
29462 |
32736 |
|
700 |
28 |
37 |
564 |
1710 |
3841 |
6988 |
11771 |
19824 |
35683 |
39648 |
|
800 |
32 |
42 |
642 |
1950 |
4380 |
7969 |
13424 |
22608 |
41118 |
45687 |
|
900 |
36 |
54 |
814 |
2467 |
5543 |
10084 |
16986 |
28608 |
52031 |
57812 |
|
1000 |
40 |
75 |
1127 |
3420 |
7682 |
13976 |
23541 |
39648 |
72110 |
80948 |
|
1200 |
48 |
101 |
1529 |
4637 |
10416 |
18950 |
31920 |
53760 |
97776 |
109760 |
