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气力输送阀门：压降、空气成本与选型
创建于今天
大多数气力输送系统都是从鼓风机开始反向设计的。先计算管径，统计弯头数量，确定过滤器尺寸，然后把阀门塞进剩下的任何空间里。结果系统运行时实际空气量比计算预期高出20%，而阀门就成了怀疑对象。本说明讨论的是那部分压力实际上去了哪里、每种阀门类型会增加多少压降，以及如何在购买前而非调试后比较两种方案。
为什么阀门通常最后才选型
阀门是长管线上的一个小部件，在稀相系统中，它确实只占总压力预算的一小部分。问题在于，它是几何形状最不可预测的部件。管道就是管道：制造者知道内径和弯曲半径。而阀门有阀体、阀座、执行机构、流道中的阻碍物，在分流阀上还有一个改变物料方向的支路。所有这些都位于管线中，除非有人将其纳入计算，否则它们都不会出现在气力输送计算中。
结果就是，系统选用的鼓风机所依据的压力，管路实际上并不能提供。通常的快速解决办法是提高风量，这会提高流速，进而加剧阀门下游每个弯头的磨损。这就是压降问题如何在十八个月后演变成维护问题的原因。
两种输送模式，两条不同的基准线
压降只有在与基准值对比时才有意义，而基准值由输送方式决定。
稀相
高速度、低固体载荷，系统压力通常低于1巴。物料以15至30米/秒的速度悬浮输送，由于摩擦分布均匀，压力沿管线下降较为均匀。在这种模式下，一个阀门可能占总压降的百分之几，但由于整个系统处于低压状态，这百分之几就是标准鼓风机与下一档规格之间的差别。
密相
低速、高固体负荷，系统压力为1至6巴。物料以料栓或料波的形式以3至8米/秒的速度移动。压力曲线呈块状起伏：料栓形成时压力上升，料栓移动时压力保持，料栓通过后压力下降。阀门在总量中所占的百分比更小——绝对数值只是更大——但阀门现在处于高压区域，并且必须在运行时承受该压力，这是一项机械要求而非流动要求。
如果您仍在决定哪种模式适合您的物料，总体比较在我们的气力输送阀门页面上；本说明的其余部分假设您已选定一种。
按阀门类型划分的压降
下图是我们在实践中看到的数量级，以相同内径的直管等效长度表示。它们的存在是为了让你比较不同类型之间的差异。它们不能替代对你自身管路的检查，并且假设阀门完全开启。
阀门类型 | 开启时的阻碍 | 典型等效长度 | 问题所在 |
夹管阀，全通径 | 无——套筒内孔与管道匹配 | 接近相同长度的管道加一个弯头 | 只有当气压过低，无法完全打开套筒时 |
充气式座封蝶阀 | 阀瓣和阀座圈位于流道中 | 2 到 5 倍管径 | 每小时运行一次，开启或关闭 |
光圈阀 | 叶片退出并避开通道 | 低，在全开时低于蝶阀 | 叶片孔径的阶梯边缘在磨蚀性物料上的表现 |
球式或旋塞式分流阀 | 全通径穿过球体，但支路改变流向 | 5 到 10 倍管径 | 支路，而非阀体 |
翻板式分流阀 | 翻板撤回至支路一侧 | 类似于一个弯头加一段短支路 | 密封面，如果翻板未平整就位 |
从该表可以得出两点结论。第一，全通径夹管阀不仅仅是低损耗，它对系统而言几乎是无形的，这就是为什么它常用于无法承受流速的磨蚀性工况。第二，在分流阀上，压力损失属于支路几何结构而非阀门本身，因此移动支路或延长过渡段可能比更换阀门更重要。
我们的VF系列气动夹管阀属于全通径类型：DN40至DN300，法兰铝制阀体，由套管实现密封，通径保持连续。对于管路切换，在KFQ球式分流阀，KFZ 插头分流器 和 VAB 翻板分流器 通常是根据密封工况和材料磨损来选型，而不是仅依据压降。当需要在法兰之间实现紧凑的关断时，PZD 充气式座封蝶阀 以很小的永久压降换取极短的面到面长度。
将压降转化为空气成本
空气是气动系统中昂贵的部分，其成本与压力成正比。鼓风机或压缩机在给定风量下对抗更高压力输送时，会消耗更多功率，而在给定机器的范围内，这种关系接近线性。在风量不变的情况下，将管路压降提高 10%，那么在工厂的整个生命周期内，每小时运行供气系统大约要多付 10% 的费用。
这是低损耗阀门的诚实论据。它很少能在采购价格上取胜，因为全通径阀门通常比 wafer 蝶阀更贵。它取胜靠的是运行成本，以及一个不增加流速的阀门不会给其后的弯管增加磨损这一事实。
密相改变了算术。在那里压缩机在几巴的压力下工作，而该压力下的压缩空气每立方米的成本远高于低压鼓风机空气。在密相中，减少任何限制的理由更强，而非更弱。
阀门位置改变数字
位置与类型同样重要，而且它是最常被忽视的部分，因为布局是由工厂而非输送工程师确定的。
- 在垂直提升的底部。
- 紧接在弯头下游。
- 在分支处。
- 在水平管段进入料仓处。
密封、磨损以及逐渐攀升的压降
阀门的压降并非终身固定不变。有两个因素会使其发生变化。
首先是阀座磨损。经过磨蚀性物料处理的弹性体阀座会失去其轮廓，密封线变宽，原本在运行初期密封良好的阀门开始出现内漏。在换向阀上，这比在切断阀上更糟糕，因为泄漏的闲置支管会从输送支管窃取空气，而不会表现为可见的泄漏。
其次是套筒或阀座膨胀和硬化。天然橡胶会因热量和某些油类而硬化；EPDM 对两者都有抵抗力，但在某些烃类工况中会膨胀。硬化的套筒在相同气压下开启程度更小，从而悄然节流管路。如果系统产能在一年的时间里逐渐下降，请先检查套筒，再归咎于鼓风机。
这就是为什么我们将套筒和阀座视为计划性易损件，而非故障件。这些部件的材料选择在我们的中有更详细的介绍。粉体和散装固体阀门指南。
简短选型清单
在选型之前，请将这四个数值写在一行：
- 输送方式以及您打算采用的空气流速。
- 阀门所在位置的系统压力，如果阀门位于提升管底部，则包括起始压力。
- 您所需的通径，以及该阀门是否能在该通径下供货而无需异径管。
- 阀门需要密封的对象，以及其动作频率。
如果第三点的答案是否定的，那么压降的论点就已经不成立了——将缩径管接入更小的阀门，其成本高于阀门所节省的费用。仅这一项检查就能排除我们看到的大多数错误选型。
将管线布局发送给我们
如果您提供物料、以吨每小时为单位的输送速率、输送距离，以及标注了阀门位置的管线草图，我们将告诉您每个点位我们会选用哪种阀门，以及我们认为压降实际会出现在哪里。如果答案是我们的阀门不适合某个位置，我们会如实说明。请写信至 zjxnjx@126.com，或查看我们 产品列表。
浙江星能机械有限公司制造夹管阀、分流阀、虹膜阀和充气座式蝶阀，用于粉末、散装固体和气力输送工况。
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