阀门执行机构怎么选型？

阀门执行机构选型：力与力矩匹配原则及其应用

在选择与驱动阀门相匹配的执行机构时，关键在于确保执行机构输出力（直行程执行机构）或输出力矩（角行程执行机构）的精确匹配，这主要涉及到四个基本力的综合考量：A、克服阀芯的静态不平衡力所需之力；B、提供阀座关闭力所需之力；C、克服填料摩擦所需之力；以及D、某些特定应用或结构所需的附加力。本文将详细解读这些力的计算方法以及作用，指导阀门执行机构的正确选型。

不平衡力（A）

不平衡力定义为阀门在关闭过程中，由流体压力所引起的力。在大多数应用中，最大上游表压通常被视为净压差估算的起点。然而，如设计条件允许，在最大进口压力下保持负载压力时，则以该状态下的压力作为净压差更具实际意义。净不平衡面积则对于非平衡单座阀适用于流向向上的情形计算，需考虑的因素可能包括阀体的特定设计（如阀杆面积）。




阀座关闭需要的力（B）

关闭力要求需要根据阀门的泄漏等级和规范（如ANSI/FCI 702和IEC 605344）来确定。在选择此级别时，使用者应明确现场工况条件的本异，不宜仅根据泄漏等级和泄漏量来定现场性能。增加阀座关闭力有助于延长寿命和提高关闭性能。然而，对于非紧密闭合的重要性不高的应用，可以使用较宽松的泄漏等级。

填料摩擦力（C）

填料摩擦力受到多种因素影响，包括阀杆大小、填料类型（如石墨密封）。此外，介质的物理特性（如温度、腐蚀性等）也直接影响填料对阀杆的压缩载荷，从而影响摩擦力的大小。值得注意的是，填料摩擦力在重复性上可能有所变化，活动加载填料在具体应用中（尤其是使用石墨填料时）表现出更高的摩擦力。

附加力（D）

在某些情况中，阀门操作可能需要额外的力，包括波纹管的刚度、非标准密封上的额外摩擦力（尤其是异形密封）以及对软金属密封特有的密封需求。考虑到这些额外因素，建议在选择执行机构时与阀门制造商进行详细交流，以获取准确的解决方案。