膜式閥

一種隔膜式啟停閥，它能自動實現隨時啟停過程中的卸荷要求，並能在一定的範圍內實現卸荷時間長短的調整，適應各種電機不同啟動時間的需要。

基本介紹

• 中文名：膜式閥
• 套用：電機

隔膜式啟停閥的主要結構

該閥的主要結構見圖1。

由圖1可見，隔膜式啟停閥主要組成部分：

調節螺栓1、噴嘴2、閥蓋3、閥座4、隔膜5、閥桿組6等6個主要部件，其中隔膜是整個啟停閥的關鍵部件，通過它可把閥的上部分成氣腔1和氣腔2兩部分，它有一定的彈力特性和疲勞特性，能在外力撤除的情況下主動復位，且能上下反覆運動，不會產生折斷、撕裂、疲勞等破壞；噴嘴上鑽有很小的噴氣孔，可起到降壓作用；閥桿組由滑桿和下部的密封橡膠塊組成；閥座通過法蘭與系統主管上的三通管相連，可把氣流引入啟停閥。

隔膜式起啟停閥的工作原理

初始狀態下，開車時啟停閥處於圖1所示的開啟位置，氣流通過卸壓口外排，同時極少部分氣體通過噴嘴向氣腔1噴射，使氣腔1內的壓力逐步加大，推動隔膜帶動滑桿往下移動，最終使密封橡膠塊將閥座進口堵住，完成放空卸壓過程；停車時隔膜閥處於關閉狀態。由於逆止閥的作用，使系統的高壓氣體無法返流。風機與逆止閥之間的管路處於低壓狀態，氣腔1內的高壓氣體開始通過噴嘴往主管路排氣，使氣腔1內的壓力降低，藉助隔膜的彈性帶動滑桿往上移動，實現密封橡膠塊與閥座的分離，逐步回到圖1所示的開啟位置，再次完成放空卸壓過程。

設系統啟動時負荷（壓力）為pd；閥桿組下端取壓口直徑為D；噴嘴噴口直徑為d；進氣速度為v0；噴嘴後壓力為p，噴氣速度為v1；氣體密度為ρ；氣腔1的原始壓力為p0，根據伯努利方程有：

p_d+ ρv₀²/2g= p+ρv₁²/2g （1）

根據氣體連續流理論有：

（πD²/4）v₀=（πd²/4）v₁（2）

因為d≈0.02D，由式（2）可知v1遠遠大於v0，所以由式（1）可推出噴嘴後壓力p遠遠小於啟動時負荷p_d，同時由於壓力p的注入，使得氣腔1的壓力提高，隔膜下移，體積增大，壓力p進一步降低，因此為p= pd平衡條件的達成贏得了時間（延時），實現了延時關閉，獲得滿意的卸壓時間。

當然，這裡對氣體的流動作了儘可能的簡化，只能從定性的角度對其進行解釋，具體到啟停閥的設計計算，可以參照閥門設計手冊，並根據工程熱力學的要求另建數學模型進行解答。

隔膜式啟停閥的延伸利用

通過分析隔膜式啟停閥的結構和原理，對隔膜式啟停閥進行了二次開發利用。根據不同的使用目的，可以利用隔膜式啟停閥獲得幾種不同的功用。

（1）安全閥：如果在接口1位置接入一個小排量的安全閥，並設定安全閥的排氣壓力定為p1（p1=1.1pd）。那么，當氣腔1內的壓力pd由於系統超壓達到p1時，安全閥開始排氣卸壓，致使p≤pd，從而使隔膜失去平衡，帶動滑桿上移，實現大排量卸壓，卸壓後再次逐步進入平衡，隔膜式啟停閥自動關閉。因此，可以達到用小排量安全閥控制大排量“安全閥”的目的克服了普通安全閥排量過小，安全閥不安全的缺點，實現了真正意義上的安全。

（2）放空閥：如果在接口2上聯接另外一個二位二通電磁閥，那么當風機輸出流量大於系統流量要求時，就可以通過電器指令接通電磁閥，使隔膜式啟停閥的氣腔1通過電磁閥向外排氣，致使p≤pd，從而使隔膜失去平衡，帶動滑桿上移，進行大排量放空，實現流量調節。

（3）打回流：如果將隔膜式啟停閥的排放口製作成一個封閉的排放結構，不直接向外界排放，而用一個管道接至鼓風機或系統進口，通過上述對電磁閥的調節，就可以實現某些氣體的回流。

引進隔膜式啟停閥的現實意義

通過採用隔膜式啟停閥，實現羅茨鼓風機的自動空載啟停；可靠性、及時性高，不會出現誤操作；同時，通過合理的改進，還可以實現安全閥，放空閥、回流閥的功能，節約系統安裝和配套成本，進一步提高羅茨鼓風機系統的運行可靠性、經濟性；加裝隔膜式啟停閥並對系統進行相應的改造後，整個裝置由於羅茨鼓風機的原因而發生故障的幾率明顯下降，提高了整個裝置的生產能力，為企業創造了良好的經濟效益。