船用生活廢物處理系統控制閥選型研究
  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的流通，改變介質的流動方向，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，該閥工作介質為海水、食品廢物（顆粒大小：0～5mm）、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。由于原系統中使用的金屬硬密封氣動蝶閥經常出現密封不嚴、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，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、技術成熟、價格合理；
    （2）性能優先原則。優先選用性能先進，使用壽命長，密封性能好，開啟靈活，啟閉方式合理的閥門；
    （3）結構緊湊原則。在同等性能條件下，優先選用體積小、重量輕的閥門；
    （4）維修便捷原則。優先選用可靠性好，維護簡便，維修簡單的閥門；
    （5）防腐優先原則。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先選擇。
    1.2 各種閥性能特點比較
    根據生活廢物處理系統使用要求，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、工作壓力及通徑的要求，從船標及國內外市場的工業產品來看，能夠滿足該系統工作壓力與通徑要求的閥門只有截止閥、閘閥、球閥、蝶閥。為了優選出滿足使用要求且技術性能的閥門，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現，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，可作為該系統方案。
    1.3 球閥選型
    1）選型方案
    根據市場調研情況，綜合考慮使用介質、使用壓力、使用壽命、尤其是維修性的優劣等因素，選用了一種氣動軟密封球閥作為該系統球閥的優選方案。
    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，活塞桿伸出到位時，限位開關動作，限位開關指示面板上的指針指向“* 開閥"位置，表示閥已全開。反之，關閥時，斷開電源，電磁閥由彈簧復位，壓縮空氣反向推動氣缸，將閥關閉。同時活塞桿縮到位后，限位開關動作，控制箱面板上的“關閥"指示燈亮，限位開關指示面板上的指針指向“* 關閥"位置，表示閥已關閉。