氣動(dòng)角式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范

氣動(dòng)角式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范

一種多級(jí)降壓高壓角閥，包括閥體、套筒和閥芯，套筒安裝在閥體內(nèi)，閥芯安裝在套筒內(nèi)，其特征在于：所述閥芯由閥芯頭部、閥芯主體和閥芯尾部組成，其中閥芯主體上設(shè)置有交錯(cuò)排布的梯形結(jié)構(gòu)的槽和環(huán)；所述套筒內(nèi)設(shè)置有與所述槽和環(huán)相匹配的環(huán)形槽；閥芯和套筒的中心線與軸向流動(dòng)的流道相平行。采用多級(jí)，軸向流動(dòng)的流道，流向平行于閥芯和套筒的中心線。閥芯上加工有交錯(cuò)排布的“梯形”槽和環(huán)，套筒上對(duì)應(yīng)加工有環(huán)形槽。流體壓力在閥芯長(zhǎng)度方向流動(dòng)時(shí)逐級(jí)減小，壓降分擔(dān)在多個(gè)階梯上，這樣就可以適應(yīng)更苛刻的工藝條件并增加閥內(nèi)件的使用壽命。



角式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥，適用于壓差較大，容易產(chǎn)生閃蒸、空化現(xiàn)象的場(chǎng)合。根據(jù)工況要求，設(shè)計(jì)多個(gè)不同的多孔籠套組合而成一個(gè)多級(jí)降壓閥內(nèi)件，使流體從接觸的只籠套開(kāi)始，消耗高速介質(zhì)的內(nèi)能，降低流速。同時(shí)由于是多個(gè)籠套組成，所以是一個(gè)逐漸降壓的過(guò)程，使介質(zhì)始終處于其飽和蒸汽壓之上，消除了產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的可能。標(biāo)準(zhǔn)型配置為不平衡式單座閥芯，閥芯閥座通過(guò)硬化處理，延長(zhǎng)閥內(nèi)件使用壽命。對(duì)于大口徑的閥門可以設(shè)計(jì)成平衡式的套筒閥結(jié)構(gòu)。


實(shí)用新型涉及一種閥門，具體涉及一種用于高壓場(chǎng)合的多級(jí)降壓角閥，屬于機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。采用多級(jí)節(jié)流形式來(lái)分?jǐn)倝翰?，減少了氣蝕、沖蝕、撓流破壞，大大提高了調(diào)節(jié)閥的使用壽命，特別是用在尿素系統(tǒng)中比普通高壓閥壽命提高2-3倍。閥體為直角形，閥芯為單導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，閥體流路簡(jiǎn)單，阻力小，特別適用于高粘度，含有懸浮物和顆粒狀介質(zhì)流體的調(diào)節(jié)，可避免結(jié)焦、粘結(jié)、堵塞。



1 、氣動(dòng)角式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范調(diào)節(jié)功能

1) 流量特性

流量特性是反映氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度與流量的變化關(guān)系，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)特性要求，如對(duì)流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速度快需對(duì)數(shù)特性；對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速度慢，需直線流量特性。流量特性反映了氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

2) 可調(diào)范圍R

可調(diào)范圍反映氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥可控制的流量范圍，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大，調(diào)節(jié)流量的范圍越寬，性能指標(biāo)就越好。通常閥的R＝30，好的閥，如V型球閥、全功能超輕型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，R可達(dá)100～200。

3) 小開(kāi)度工作性能

有些閥受到結(jié)構(gòu)的限制，小開(kāi)度工作性能差，產(chǎn)生啟跳、振蕩，R變得很小 (即Qmin很大)，如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開(kāi)度應(yīng)有微調(diào)功能，即可滿足很小流量的調(diào)節(jié)，且工作又要求十分平衡，這類閥如V型球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超輕型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。

4) 流量系數(shù)Cv或Kv

流量系數(shù)表示通過(guò)流量的能力，同口徑Kv值越大越好，尤其是球閥、蝶閥，它們的Cv/Kv值是單座閥、雙座閥、套筒閥的2～3倍。

5) 調(diào)節(jié)速度

滿足系統(tǒng)對(duì)閥動(dòng)作的速度要求。

2 、切斷功能

切斷功能由閥的泄漏量指標(biāo)來(lái)表示，切斷通常指泄漏量小于0.001％，它反映閥的內(nèi)在的質(zhì)量。在閥的使用中，對(duì)國(guó)產(chǎn)閥泄漏量大的呼聲反映很大。

3 、克服壓差功能

它通常用閥關(guān)閉時(shí)的允許壓差來(lái)表示，允許壓差越大，此功能也就越好。如果考慮不周到，閥芯就會(huì)被壓差頂開(kāi)，造成閥關(guān)不到位，泄漏量超標(biāo)。因此，保證閥切斷就必須克服閥關(guān)閉時(shí)的工作壓差。

4、 防堵功能

對(duì)不干凈介質(zhì)的調(diào)節(jié)或者即使是干凈介質(zhì)，管道中的焊渣等雜物都可能造成閥堵塞或被卡住，因此要求閥應(yīng)有較好的防堵功能，使之正常調(diào)節(jié)。防堵性是流路的單座角閥和旋轉(zhuǎn)類閥，如球閥、蝶閥、偏心閥；流路復(fù)雜的閥、上下襯套導(dǎo)向的閥，迷宮式多級(jí)降壓閥易造成堵卡。

5、 耐蝕功能

抵抗介質(zhì)的腐蝕和沖蝕和氣蝕，以提高閥的使用壽命。閥的腐蝕是由介質(zhì)的化學(xué)性能引起的材質(zhì)腐蝕問(wèn)題，通常選用耐腐蝕的材料來(lái)解決；沖蝕是由高速流動(dòng)的介質(zhì)、含顆粒的 介質(zhì)所致。解決的途徑是選用耐磨的材料，如堆焊斯泰萊合金或碳化鎢。氣蝕則要在機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)上采用反汽蝕措施，對(duì)高壓閥、大壓差工作的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 要采用多級(jí)降壓的形式。

6 、耐壓功能

它反映閥的強(qiáng)度和安全指標(biāo)，即介質(zhì)不能通過(guò)密封處和閥體缺陷處向外滲漏。出廠時(shí)通常用1.5倍公稱壓力作試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。對(duì)高壓介質(zhì)是采用鍛件結(jié)構(gòu)；鑄鐵閥的耐壓強(qiáng)度是的，通常應(yīng)選鑄鋼閥。

7 、耐溫功能

滿足不同溫度條件下閥的強(qiáng)度和性能，溫度的較大變化會(huì)使閥體材質(zhì)的強(qiáng)度降低，因此閥必須滿足介質(zhì)的溫度變化范圍的要求，使閥在工作溫度下有較好的強(qiáng)度和安全保證。

8 、外觀和重量

反映閥的外觀質(zhì)量且要求儀表化、輕型化、小型化。其重量應(yīng)越輕越好，以方便使用，如起吊、安裝、維護(hù)等。工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中由動(dòng)力操作的裝置形成的終端元件，它包括一個(gè)閥體部件，內(nèi)部有一個(gè)改變過(guò)程流體流率的組件，閥體部件又與一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來(lái)響應(yīng)控制元件送來(lái)的信號(hào)。”可見(jiàn)，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成，套筒型高壓角閥的原理是:通過(guò)閥芯在套筒內(nèi)的上下滑動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)流量。普通套筒沒(méi)有降壓效果，或者降壓效果較差，當(dāng)用在高壓場(chǎng)合時(shí)，流體快速流過(guò)節(jié)流部件，容易形成空化和氣蝕，會(huì)對(duì)節(jié)流部件造成嚴(yán)重沖刷，大大降低閥門的壽命。



氣動(dòng)角式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范
目前也有一種多級(jí)降壓的套筒，這種閥門的套筒是有幾層開(kāi)有小孔的圓筒構(gòu)成。利用層與層之間的空腔來(lái)恢復(fù)流體壓力。當(dāng)流體通過(guò)閥門時(shí)，交替膨脹和壓縮幾次，流經(jīng)多級(jí)式套筒后逐步降壓，以便在快速降壓的同時(shí)，降低噪音。但是流體經(jīng)過(guò)多個(gè)通道進(jìn)入同一個(gè)壓力恢復(fù)型腔，流體通過(guò)小孔時(shí)的膨脹率不可能被精確的估計(jì)和控制。而且，要達(dá)到很好的降壓效果，需要流道有很多的變向通道，導(dǎo)致這種套筒制造起來(lái)難度很大。



適用于壓差較大，容易產(chǎn)生閃蒸、空化現(xiàn)象的場(chǎng)合。根據(jù)工況要求，設(shè)計(jì)多個(gè)不同的多孔籠套組合而成一個(gè)多級(jí)降壓閥內(nèi)件，使流體從接觸的只籠套開(kāi)始，消耗高速介質(zhì)的內(nèi)能，降低流速。同時(shí)由于是多個(gè)籠套組成，所以是一個(gè)逐漸降壓的過(guò)程，使介質(zhì)始終處于其飽和蒸汽壓之上，消除了產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的可能。標(biāo)準(zhǔn)型配置為不平衡式單座閥芯，閥芯閥座通過(guò)硬化處理，延長(zhǎng)閥內(nèi)件使用壽命。對(duì)于大口徑的閥門可以設(shè)計(jì)成平衡式的套筒閥結(jié)構(gòu)。