船用生活廢物處理系統(tǒng)控制閥選型研究
  引言
    閥門是流體管路的控制裝置，其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)的流動方向，保護管路設備的正常運行。合理的選用閥門，并安裝在正確的位置上，是系統(tǒng)安全可靠的運行和方便維護管理的重要保證。
    某型裝備生活廢物處理系統(tǒng)需配置一個用于控制粉碎后生活廢物排出的閥門，該閥工作介質(zhì)為海水、食品廢物（顆粒大?。?～5mm）、空氣的混合物。工作壓力為3.5MPa，閥門通徑為50mm，要求該閥的使用壽命不低于30萬次。由于原系統(tǒng)中使用的金屬硬密封氣動蝶閥經(jīng)常出現(xiàn)密封不嚴、維修困難等問題，極大地影響了設備的正常使用。因此，選用一種滿足系統(tǒng)功能要求、可靠性高，維修性好的閥件替代原蝶閥顯得尤為重要。
    1 閥門選型
    1.1 閥門選用原則
    為了確保選用閥門能較好的適用于該系統(tǒng)，在選用閥門時遵循如下原則：
    （1）安全可靠原則。確保閥門安全可靠、技術(shù)成熟、價格合理；
    （2）性能優(yōu)先原則。優(yōu)先選用性能先進，使用壽命長，密封性能好，開啟靈活，啟閉方式合理的閥門；
    （3）結(jié)構(gòu)緊湊原則。在同等性能條件下，優(yōu)先選用體積小、重量輕的閥門；
    （4）維修便捷原則。優(yōu)先選用可靠性好，維護簡便，維修簡單的閥門；
    （5）防腐優(yōu)先原則。在同等性能條件下，對防腐性能較好、有一定的自潔能力的閥門優(yōu)先選擇。
    1.2 各種閥性能特點比較
    根據(jù)生活廢物處理系統(tǒng)使用要求，選用閥門首先應具有與蝶閥相同的通、斷控制功能，這類閥門主要有截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、隔膜閥、蝶閥等。其次，還應該滿足使用介質(zhì)、工作壓力及通徑的要求，從船標及國內(nèi)外市場的工業(yè)產(chǎn)品來看，能夠滿足該系統(tǒng)工作壓力與通徑要求的閥門只有截止閥、閘閥、球閥、蝶閥。為了優(yōu)選出滿足使用要求且技術(shù)性能的閥門，表1分別對各閥的特點進行了比較。
表1 閥門特點對比分析表

    從閥門特點的對比分析發(fā)現(xiàn)，球閥具有流體阻力小、體積小、重量輕、密封性能好、維修方便等特點，可作為該系統(tǒng)方案。
    1.3 球閥選型
    1）選型方案
    根據(jù)市場調(diào)研情況，綜合考慮使用介質(zhì)、使用壓力、使用壽命、尤其是維修性的優(yōu)劣等因素，選用了一種氣動軟密封球閥作為該系統(tǒng)球閥的優(yōu)選方案。
    2）組成及工作原理
    該氣動球閥主要由球閥、雙作用氣缸和電磁換向閥、限位開關(guān)等組成，其中：球閥由左閥體、右閥體、球體、密封座、墊片等組成，其外形及球閥組成詳見圖1、圖2。

圖1 氣動球閥外形圖及局部剖視圖

圖2 球閥組成示意圖
    工作原理：工作時，接通電源，電磁閥換向，將壓縮空氣送至氣缸開閥腔，推動活塞桿，將球閥打開。球閥全開位置設有限位開關(guān)，活塞桿伸出到位時，限位開關(guān)動作，限位開關(guān)指示面板上的指針指向“* 開閥"位置，表示閥已全開。反之，關(guān)閥時，斷開電源，電磁閥由彈簧復位，壓縮空氣反向推動氣缸，將閥關(guān)閉。同時活塞桿縮到位后，限位開關(guān)動作，控制箱面板上的“關(guān)閥"指示燈亮，限位開關(guān)指示面板上的指針指向“* 關(guān)閥"位置，表示閥已關(guān)閉。