中国报告大厅网讯,在 2025 年,截止阀行业呈现出显著的技术创新趋势,特别是在超高压大口径气动快速截止阀领域,相关技术的突破为工业生产的安全与效率提升带来了新的机遇。随着工业技术的不断发展,油气、化工、航空航天等工业领域对超高压大口径气动截止阀的性能要求日益提升,传统阀门已难以满足实际生产需求。为了提升阀门在超高压环境下的可靠性,研究人员通过一系列创新设计,成功研制出了一种新型的超高压大口径气动快速截止阀,其公称通径 DN550,压力等级 Class2500,气动快开时间仅 0.02 秒,整台阀门重量超过 100 吨,为相关工业领域的发展提供了有力支持。
《2025-2030年中国截止阀行业市场深度研究及发展前景投资可行性分析报告》指出,压力平衡阀瓣是超高压大口径气动快速截止阀的核心部件之一,其结构设计对于提升截止阀的整体性能至关重要。该阀瓣主要由阀瓣体、阀瓣盖、密封圈、阀瓣罩、阀杆和阀杆连接套等组成。通过巧妙的结构设计,介质通过阀瓣中间孔流入阀杆的主孔和横向侧孔,进入压力腔,形成与进口介质相抵消的作用力,从而有效降低了阀瓣所承受的净压力。这一设计不仅减小了驱动截止阀所需的作用力,还极大提高了截止阀的密封可靠性和使用寿命。
在具体计算方面,密封面上介质作用力、阀瓣密封力、弹簧作用力和阀瓣压力平衡腔作用力等参数均经过精确计算。例如,密封面上介质作用力为 10119020.5 牛顿,阀瓣密封力为 459176.8 牛顿,压力平衡腔作用力为 8654625 牛顿,弹簧预紧力为 5106.9 牛顿。这些数据为截止阀的稳定运行提供了有力保障。
超快开启气动系统是超高压大口径气动快速截止阀的另一大亮点。该系统主要由高压气缸、低压气缸和压力平衡气缸组成,通过多只快速排气阀与高低压双气缸组合机构,实现了 0.02 秒的超快开启时间,显著提高了截止阀的响应速度。
在设计过程中,研究人员重点解决了三个关键技术问题。首先,保证阀体内环形气缸、高压气缸及出口流道的高压氮气在 0.02 秒内全部排出,以免对阀瓣快速开启形成阻力。其次,设计压力平衡式阀瓣,以应对高压气缸压力较高、出口内径较大导致的阀瓣关闭时推力偏大的问题。最后,设计快速排气阀的口径,确保低压气缸在 0.02 秒内将低压空气排空。
通过这些设计,截止阀在开启时,高压气缸内的高压氮气迅速排出,低压气缸的气体沿快速排气阀排出,活塞在预紧弹簧力的作用下迅速上移,完成阀瓣的快速开启。这一过程不仅提高了截止阀的运行效率,还减少了生产过程中的停机时间和能源损耗。
为了降低系统冲击振动,研究人员在截止阀出口端设计了液压阻尼缓冲系统。该系统基于流体阻力原理及液体的不可压缩性实现缓冲,具体结构包括环形油缸、油槽出油孔、输液管、油箱底座、油缸活塞等部件。
在截止阀开启时,移动活塞与环形油缸活塞快速左移,将环形油箱内的油液通过油槽出口孔和输液管送入油箱底座,推动油缸活塞上移,使活塞上方的气缸快速排气。当活塞挡住气缸圆周方向的排气孔时,活塞移动速度减慢,形成阻尼,达到缓闭效果。这一设计有效避免了系统撞击与振动,延长了截止阀的使用寿命。
截止阀行业现状分析指出,针对高压大口径截止阀阀体承受的 8358 吨轴向力,常规法兰螺柱连接无法满足设计安装要求的问题,研究人员创新设计了新型卡箍连接结构。该结构依靠卡箍的环形截面积和卡箍壁厚承担阀体、阀盖连接处的各项应力,不仅安全可靠,还降低了安装成本。
卡箍连接结构的材料、连接螺栓和预紧螺钉均选用普通阀门的常用材料,如 A105、B7、2H 等,拆装维修方便。通过精确计算,卡箍连接结构能够承受 8358 吨的轴向力,满足了截止阀在超高压环境下的使用要求。
2025 年,截止阀行业在技术创新方面取得了显著进展,特别是在超高压大口径气动快速截止阀领域。通过压力平衡阀瓣、超快开启气动系统、液压阻尼缓冲系统和卡箍连接结构等创新设计,新型截止阀不仅提升了在超高压环境下的可靠性,还实现了快速响应和高效运行。该截止阀的成功研制为油气、化工、航空航天等工业领域提供了更安全、更高效的技术解决方案,推动了相关行业的技术升级和发展。
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