旋转阀在气力输送中的选择和应用
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关键词：供料器；旋转阀；漏气量；气力输送；选择 中图分类号：ＴＱ０５５．８１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－１９０４（２０１８）０２－０００１－０５
１ 概述
旋转阀（ Ｒｏｔａｒｙ Ｖａｌｖｅ） 是一种连续供料器，又称 回转叶轮式给料机、电动锁气器、星形卸料器、关风 器等。 由于其结构简单，维护方便，且可以定量调 节，被广泛运用于气力输送系统中，无论是负压输送 系统还是正压输送系统都有运用。 但旋转阀的缺点 也很明显，由于其采用旋转式结构，不可避免存在着 磨损，而且因叶片一般都与壳体内壁有间隙，在旋转 时一定会存在漏风量。 因此，旋转阀的发展方向：① 是发展耐磨性旋转阀；② 是发展减小泄漏量的旋 转阀。
表 １ 不同压差下旋转阀的总漏气量
压差 Δｐ ／ ｋＰａ
２５
漏气量计算值 ／ ｍ３ ·ｍｉｎ－１
Ｑ１
Ｑ２１
ＱＬ
０．２７
１．０４
１．３１
ＱＬ 实测值 ／ ｍ３ ·ｍｉｎ－１
０．７６
笔者将从旋转阀的工艺设计选型、内部结构分 析、优缺点对比，以及安装和布置时的注意事项等方 面，对旋转阀进行比较深入的剖析，为同行在气力输 送中选择合适的类型提供参考。
２ 漏气量分析
设计者在进行某物料气力输送系统设计时，基 本确定了固气比、流速后，算出整个输送系统所需的 风量和压力降后，再选择所需的动力源。 但在初步 估算时，《 运输机械选型设计手册》 ［１］（ 以下简称《 手 册》 ） 上的例题并没有考虑旋转阀的漏风量，当然在 工艺计算后可以通过放余量的方式来确定所需风量 及阻力降。 所以在最后核算时，必须考虑要加入旋 转阀的漏风量，以保证输送系统选择的动力源还有
２．转子叶片端部处的漏气量 Ｑ２１ Ｑ２１ ＝ ６００．４６３Ａ２１ Δｐ ／ ［ ρｓ（ ＺＴａ ） ０．５ ］
式中：Ａ２１ ———转子叶 片 与 壳 体 之 间 的 间 隙 面 积， Ａ２１ ＝ εＬ１ ，ｍ２ ；
Δｐ———压差（ 即转子两侧压力的平方差的方
根） ，ｋＰａ；
Ｚ———同时保持气密的间隙个数，取 Ｚ ＝ ２；
足够或者合理的余量。 从旋转阀的结构（ 见图 １） 及运行原理分析，旋
转阀的漏气量由 ３ 大部分组成：①卸空物料后的叶 轮空腔带回的空气；②由于存在上下压力差时，壳体 与转子叶片之间的间隙发生空气泄露；③轴承两端 的转子侧面轴向间隙通过轴封所造成的气体泄漏的 漏气量，以下简称转子侧面的轴封漏气量。
图 １ 旋转阀的核心结构示意
壳体与转子叶片之间的存在径向泄漏很好理 解，这是由于加工需要叶轮须与壳体保持一定的间 隙造成的。 而对轴承两端的转子侧面轴向间隙存在 泄漏的理解有点困难，因为如果是在轴承处有气封 时叶轮侧板和端盖内侧受到外压时是“ 基本没有” 泄漏量的。 这是因为它的泄漏量是极其微小的，据 了解这种泄漏量的测量比较困难，除了像泽普林、科 倍龙等大品牌会去做之外，国内的厂家愿意去做的 寥寥无几。 但根据机械密封原理， 在即使采用像
·２·
硫磷设计与粉体工程
Ｓ Ｐ ＆ ＢＭＨ ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
２０１８ 年第 ２ 期
ＡＰＩ ６８２ 中的冲洗方案 Ｎｏ．７４ 双端面干气密封时也 有泄漏量，只 是 极 其 微 小， 大 约 在 几 百 毫 升 每 立 方 米，压力也是在 １００ Ｐａ 左右。 然而，目前由于各个 厂家的技术水平和制造实力参差不齐，因此实力强 的厂家可以基本不用考虑，或者取值很小，对于实力 较差的厂家取值应大一点。
２０１８ 年第 ２ 期
硫磷设计与粉体工程
Ｓ Ｐ ＆ ＢＭＨ ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
·１·
旋转阀在气力输送中的选择和应用
陈徐荣
（ 北京沃利帕森工程技术有限公司上海分公司，上海 ２０１１００）
摘 要：旋转阀作为一种结构简单、维护方便、可定量调节的连续供料器，被广泛地运用于气力输送 系统。 分析了旋转阀漏气量的来源和计算方法，从压力、结构形式、温度，以及制造工艺等方面阐述了在 气力输送系统中如何选择合适的旋转阀，并指出了旋转阀在安装和布置中的注意事项。
转子叶片与壳体间的间隙 ε ０．１２ ～ ０．１７ ｍ
转子侧板与端部的间隙 δ
０．１ ｍห้องสมุดไป่ตู้
转速 ｎ
２０ ｒ ／ ｍｉｎ
输送物料的松散密度 ρｓ
１ ０００ ｋｇ ／ ｍ３
其中旋转阀的相关技术参数由该厂家提供。
３．２ 漏气量计算
１．转子叶片空腔所带走的风量 Ｑ１ Ｑ１ ＝ ｎＶｂ
其中，Ｖｂ 为转子每转的几何泄出容积，厂家提供 Ｖｂ ＝ ０．０１１ ｍ３。
Ｔａ ———压力高侧 的 绝 对 温 度， 该 例 中 为 常 温， 即 Ｔａ ＝ ２９８ Ｋ。
上式可以看出，实际计算中物料密度对旋转阀
漏气量的计算结果有较大影响。
３． 转子侧面的轴封漏气量 Ｑ２２ Ｑ２２ ＝ ６００．４６３Ａ２２ Δｐ ／ ［ ρｓ（ ＺＴａ ） ０．５ ］
其中
Ａ２２ ＝ ２εδαπＤ１
式中：Ａ２２ ———转子两侧的泄露面积，ｍ２ ；
α———轴承漏 气 部 分 长 度 与 转 子 侧 板 总 周 长
之比，１。
３．３ 漏气量计算结果及分析
１．不考虑转子侧面的轴封漏气量
若不考虑转子侧面的轴封漏气量（ 即 α ＝ ０），则
旋转阀的总漏气量 ＱＬ ＝ Ｑ１ ＋Ｑ２１。 按上述方法算得 的不同压差下旋转阀总漏气量的结果见表 １。
３ 漏气量计算
一般旋转阀漏气量计算有两种方法：①供货厂
家提供的旋转阀漏气量表，这个数据一般较准；②通
过理论计算所需的漏气量。 《 手册》 中虽提供了一
个漏气量的公式，但没有例题。 笔者就以国内某一
供应商提供的 ＤＮ２００ 铸造式闭式叶轮的旋转阀为
例，详细说明其漏气量的计算过程。
按上述漏气量分析，ＤＮ２００ 铸造式闭式叶轮的
旋转阀的漏汽量由 ３ 个方面组成：①转子叶片空腔
所带走的风量 Ｑ１；②转子叶片与壳体内壁的间隙所 造成的漏气量 Ｑ２１；③转子侧面的轴封漏气量 Ｑ２２。 ３．１ 基础参数
漏气量计算所需的基础参数如下：
转子每转的几何泄出容积 Ｖｂ ０．０１１ ｍ３
转子直径 Ｄ１
０．２６６ ｍ
转子长度 Ｌ１
０．３００ ｍ
１ 概述
旋转阀（ Ｒｏｔａｒｙ Ｖａｌｖｅ） 是一种连续供料器，又称 回转叶轮式给料机、电动锁气器、星形卸料器、关风 器等。 由于其结构简单，维护方便，且可以定量调 节，被广泛运用于气力输送系统中，无论是负压输送 系统还是正压输送系统都有运用。 但旋转阀的缺点 也很明显，由于其采用旋转式结构，不可避免存在着 磨损，而且因叶片一般都与壳体内壁有间隙，在旋转 时一定会存在漏风量。 因此，旋转阀的发展方向：① 是发展耐磨性旋转阀；② 是发展减小泄漏量的旋 转阀。
表 １ 不同压差下旋转阀的总漏气量
压差 Δｐ ／ ｋＰａ
２５
漏气量计算值 ／ ｍ３ ·ｍｉｎ－１
Ｑ１
Ｑ２１
ＱＬ
０．２７
１．０４
１．３１
ＱＬ 实测值 ／ ｍ３ ·ｍｉｎ－１
０．７６
笔者将从旋转阀的工艺设计选型、内部结构分 析、优缺点对比，以及安装和布置时的注意事项等方 面，对旋转阀进行比较深入的剖析，为同行在气力输 送中选择合适的类型提供参考。
２ 漏气量分析
设计者在进行某物料气力输送系统设计时，基 本确定了固气比、流速后，算出整个输送系统所需的 风量和压力降后，再选择所需的动力源。 但在初步 估算时，《 运输机械选型设计手册》 ［１］（ 以下简称《 手 册》 ） 上的例题并没有考虑旋转阀的漏风量，当然在 工艺计算后可以通过放余量的方式来确定所需风量 及阻力降。 所以在最后核算时，必须考虑要加入旋 转阀的漏风量，以保证输送系统选择的动力源还有
２．转子叶片端部处的漏气量 Ｑ２１ Ｑ２１ ＝ ６００．４６３Ａ２１ Δｐ ／ ［ ρｓ（ ＺＴａ ） ０．５ ］
式中：Ａ２１ ———转子叶 片 与 壳 体 之 间 的 间 隙 面 积， Ａ２１ ＝ εＬ１ ，ｍ２ ；
Δｐ———压差（ 即转子两侧压力的平方差的方
根） ，ｋＰａ；
Ｚ———同时保持气密的间隙个数，取 Ｚ ＝ ２；
足够或者合理的余量。 从旋转阀的结构（ 见图 １） 及运行原理分析，旋
转阀的漏气量由 ３ 大部分组成：①卸空物料后的叶 轮空腔带回的空气；②由于存在上下压力差时，壳体 与转子叶片之间的间隙发生空气泄露；③轴承两端 的转子侧面轴向间隙通过轴封所造成的气体泄漏的 漏气量，以下简称转子侧面的轴封漏气量。
图 １ 旋转阀的核心结构示意
壳体与转子叶片之间的存在径向泄漏很好理 解，这是由于加工需要叶轮须与壳体保持一定的间 隙造成的。 而对轴承两端的转子侧面轴向间隙存在 泄漏的理解有点困难，因为如果是在轴承处有气封 时叶轮侧板和端盖内侧受到外压时是“ 基本没有” 泄漏量的。 这是因为它的泄漏量是极其微小的，据 了解这种泄漏量的测量比较困难，除了像泽普林、科 倍龙等大品牌会去做之外，国内的厂家愿意去做的 寥寥无几。 但根据机械密封原理， 在即使采用像
·２·
硫磷设计与粉体工程
Ｓ Ｐ ＆ ＢＭＨ ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
２０１８ 年第 ２ 期
ＡＰＩ ６８２ 中的冲洗方案 Ｎｏ．７４ 双端面干气密封时也 有泄漏量，只 是 极 其 微 小， 大 约 在 几 百 毫 升 每 立 方 米，压力也是在 １００ Ｐａ 左右。 然而，目前由于各个 厂家的技术水平和制造实力参差不齐，因此实力强 的厂家可以基本不用考虑，或者取值很小，对于实力 较差的厂家取值应大一点。
２０１８ 年第 ２ 期
硫磷设计与粉体工程
Ｓ Ｐ ＆ ＢＭＨ ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
·１·
旋转阀在气力输送中的选择和应用
陈徐荣
（ 北京沃利帕森工程技术有限公司上海分公司，上海 ２０１１００）
摘 要：旋转阀作为一种结构简单、维护方便、可定量调节的连续供料器，被广泛地运用于气力输送 系统。 分析了旋转阀漏气量的来源和计算方法，从压力、结构形式、温度，以及制造工艺等方面阐述了在 气力输送系统中如何选择合适的旋转阀，并指出了旋转阀在安装和布置中的注意事项。
转子叶片与壳体间的间隙 ε ０．１２ ～ ０．１７ ｍ
转子侧板与端部的间隙 δ
０．１ ｍห้องสมุดไป่ตู้
转速 ｎ
２０ ｒ ／ ｍｉｎ
输送物料的松散密度 ρｓ
１ ０００ ｋｇ ／ ｍ３
其中旋转阀的相关技术参数由该厂家提供。
３．２ 漏气量计算
１．转子叶片空腔所带走的风量 Ｑ１ Ｑ１ ＝ ｎＶｂ
其中，Ｖｂ 为转子每转的几何泄出容积，厂家提供 Ｖｂ ＝ ０．０１１ ｍ３。
Ｔａ ———压力高侧 的 绝 对 温 度， 该 例 中 为 常 温， 即 Ｔａ ＝ ２９８ Ｋ。
上式可以看出，实际计算中物料密度对旋转阀
漏气量的计算结果有较大影响。
３． 转子侧面的轴封漏气量 Ｑ２２ Ｑ２２ ＝ ６００．４６３Ａ２２ Δｐ ／ ［ ρｓ（ ＺＴａ ） ０．５ ］
其中
Ａ２２ ＝ ２εδαπＤ１
式中：Ａ２２ ———转子两侧的泄露面积，ｍ２ ；
α———轴承漏 气 部 分 长 度 与 转 子 侧 板 总 周 长
之比，１。
３．３ 漏气量计算结果及分析
１．不考虑转子侧面的轴封漏气量
若不考虑转子侧面的轴封漏气量（ 即 α ＝ ０），则
旋转阀的总漏气量 ＱＬ ＝ Ｑ１ ＋Ｑ２１。 按上述方法算得 的不同压差下旋转阀总漏气量的结果见表 １。
３ 漏气量计算
一般旋转阀漏气量计算有两种方法：①供货厂
家提供的旋转阀漏气量表，这个数据一般较准；②通
过理论计算所需的漏气量。 《 手册》 中虽提供了一
个漏气量的公式，但没有例题。 笔者就以国内某一
供应商提供的 ＤＮ２００ 铸造式闭式叶轮的旋转阀为
例，详细说明其漏气量的计算过程。
按上述漏气量分析，ＤＮ２００ 铸造式闭式叶轮的
旋转阀的漏汽量由 ３ 个方面组成：①转子叶片空腔
所带走的风量 Ｑ１；②转子叶片与壳体内壁的间隙所 造成的漏气量 Ｑ２１；③转子侧面的轴封漏气量 Ｑ２２。 ３．１ 基础参数
漏气量计算所需的基础参数如下：
转子每转的几何泄出容积 Ｖｂ ０．０１１ ｍ３
转子直径 Ｄ１
０．２６６ ｍ
转子长度 Ｌ１
０．３００ ｍ