多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)

1、<p>　　莂螂肈肂蒄羈羄肁薆螁袀肀蠆薃膈聿莈蝿肄腿蒁薂羀膈薃螇袆膇芃薀袂膆蒅裊膁膅薇蚈肇膄蝕襖羃膃荿蚆衿膃蒂袂螅節(jié)薄蚅肅芁芄袀罿芀莆蚃羅艿薈罿袁羋蝕螁膀羋莀薄肆芇蒂螀羂芆薅薂袈蒞芄螈螄莄莇薁肅莃葿螆聿莂蟻蠆羅莂莁裊袁莁蒃蚇腿莀薆袃肅荿蚈蚆羈蒈莈袁袇肅蒀蚄螃肄螞衿膂肅莂螂肈肂蒄羈羄肁薆螁袀肀蠆薃膈聿莈蝿肄腿蒁薂羀膈薃螇袆膇芃薀袂膆蒅裊膁膅薇蚈肇膄蝕襖羃膃荿蚆衿膃蒂袂螅節(jié)薄蚅肅芁芄袀罿芀莆蚃羅艿薈罿袁羋蝕螁膀羋莀薄肆芇蒂螀羂芆薅

2、薂袈蒞芄螈螄莄莇薁肅莃葿螆聿莂蟻蠆羅莂莁裊袁莁蒃蚇腿莀薆袃肅荿蚈蚆羈蒈莈袁袇肅蒀蚄螃肄螞衿膂肅莂螂肈肂蒄羈羄肁薆螁袀肀蠆薃膈聿莈蝿肄腿蒁薂羀膈薃螇袆膇芃薀袂膆蒅裊膁膅薇蚈肇膄蝕襖羃膃荿蚆衿膃蒂袂螅節(jié)薄蚅肅芁芄袀罿芀莆蚃羅艿薈罿袁羋蝕螁膀羋莀薄肆芇蒂螀羂芆薅薂袈蒞芄螈螄莄莇薁肅莃葿螆聿莂蟻蠆羅莂莁裊袁莁蒃蚇腿莀薆袃肅荿蚈蚆羈蒈莈袁袇肅蒀蚄螃肄螞衿膂肅莂螂肈肂蒄羈羄肁薆螁袀肀蠆薃膈聿莈蝿肄腿蒁薂羀膈薃螇袆膇芃薀袂膆蒅裊膁膅薇蚈肇膄蝕襖羃膃荿

3、蚆衿膃蒂袂螅節(jié)薄蚅肅芁芄袀罿芀莆蚃羅艿薈罿袁羋蝕螁膀羋莀薄肆芇蒂螀羂芆薅薂袈蒞芄螈螄莄莇薁肅莃葿螆聿莂蟻蠆羅莂莁裊袁莁蒃蚇腿莀薆袃肅荿蚈蚆羈蒈</p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)</p><p>　　發(fā)布日期：2010-07-21   來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)   作者：sealing   瀏覽次數(shù)：135 </p>

4、<p><b>　　1 　概述</b></p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥用于精確控制高溫、高壓、高壓差以及含</p><p><b>　　1 　概述</b></p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥用于精確控制高溫、高壓、高壓差以及含有固體顆粒流體的流量和壓力。該閥綜合了普通式、多孔式和迷宮式低噪音調(diào)節(jié)閥

5、的優(yōu)點(diǎn), 能防止液體空化產(chǎn)生汽蝕,減小了高速流體對(duì)閥內(nèi)件的沖刷, 降低噪音。</p><p>　　2 　結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥按閥芯結(jié)構(gòu)可分為平衡型和不平衡型2 種。</p><p>　　圖1 為不平衡型閥芯結(jié)構(gòu)。由于閥芯受不平衡力作用, 因此克服高壓差時(shí)需要較大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力。該閥內(nèi)件為金屬剛性結(jié)構(gòu), 單個(gè)流體通道的流通截面積較

6、大, 且多級(jí)閥芯每個(gè)臺(tái)階處的刃口與套筒上的窗口在閥關(guān)閉時(shí)有剪切作用, 故適合于對(duì)高溫流體及含有固體顆?；蚪Y(jié)晶體介質(zhì)的控制。</p><p>　　圖2 為平衡型閥芯結(jié)構(gòu)。多級(jí)閥芯上開(kāi)有平衡孔, 利用平衡密封環(huán)阻止平衡孔內(nèi)流體外漏。閥芯上下受均壓作用, 閥芯動(dòng)作時(shí)只需克服平衡密封環(huán)及填料等處的摩擦力, 因此配較小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能承受很高的壓差。</p><p>　　閥門工作時(shí)(圖3) , 流體沿

7、平行于多級(jí)閥芯及套筒軸線方向向上流動(dòng), 通過(guò)多級(jí)閥芯的臺(tái)階及平均排列在套筒上的矩形窗口多級(jí)節(jié)流, 使高壓降沿閥芯軸線方向平均分布, 有效控制了流體的速度, 從而起到降低噪音和防止液體空化的作用。極大地提高了閥門在苛刻工況條件下的使用壽命。</p><p><b>　　3 　性能分析</b></p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥的公稱壓力為ANSI600Lb、900

8、Lb、1500Lb 和2500Lb , 其流量特性如圖4 所示。在閥行程的0～12 %之間, 流量近似為0 , 而后流量直線上升, 為標(biāo)準(zhǔn)直線特性。這是考慮到閥門在啟閉和小流量開(kāi)度時(shí), 高壓差全部集中在閥芯和閥座的密封面上, 高速流體會(huì)對(duì)密封面造成嚴(yán)重沖刷, 甚至產(chǎn)生空化氣蝕。為了保護(hù)閥內(nèi)件不受損壞,提高閥門的使用壽命, 特設(shè)計(jì)12 %以下的行程為空行程(圖5) , 即閥芯和閥座開(kāi)啟行程低于12 %時(shí), 套筒上的窗口并未打開(kāi), 當(dāng)行程大

9、于12 %時(shí), 套筒窗口才開(kāi)始降壓節(jié)流, 對(duì)流體進(jìn)行精確平穩(wěn)地控制。</p><p><b>　　4 　材料選擇</b></p><p>　　材料選擇主要考慮到強(qiáng)度、接觸硬度和熱膨脹系數(shù), 閥內(nèi)件應(yīng)抗沖刷, 耐腐蝕, 并防止在高溫高壓下變形和咬死(表1) 。閥體宜采用鍛件, 粗加工后必須經(jīng)過(guò)超聲波探傷檢驗(yàn)。閥門填料可使用碳纖維聚四氟乙烯編織填料或帶金屬網(wǎng)填充柔性石墨等

10、高強(qiáng)度填料。為防止高壓流體經(jīng)填料函外泄, 故填料必須壓得很緊,這就加大了填料與閥桿的摩擦力, 結(jié)果會(huì)導(dǎo)致閥桿磨損, 并且填料還可能會(huì)對(duì)閥桿表面造成點(diǎn)狀侵蝕。所以閥桿表面必須進(jìn)行硬化處理,以提高閥桿的壽命。</p><p>　　5 　設(shè)計(jì)及CV 計(jì)算</p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥流向采用底進(jìn)側(cè)出,通過(guò)多級(jí)閥芯和套筒來(lái)控制液體的壓力和流量。由于液體為不可壓縮性流體, 因此設(shè)計(jì)多級(jí)閥

11、芯和套筒窗口時(shí), 要求各級(jí)流道的流通截面積相等。</p><p>　　設(shè)A1 為閥芯臺(tái)階環(huán)形流通截面積(mm2) ,A2 為套筒窗口徑向流通總截面積(mm2) , A3為套筒窗口軸向流通總截面積(mm2) , S 為閥行程(mm) , 參見(jiàn)圖3 和圖5。則</p><p>　　套筒窗口上方4-Φh 孔只起流通作用,而不作節(jié)流用。為不影響套筒的流通能力, 4-Φh 孔的總流通截面積A 3 ≥

12、1.5 A1 。套筒流通能力CVC為</p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥也可用于氣體、蒸汽及氣液兩相流的場(chǎng)合。由于氣體是可壓縮性流體, 壓力降低時(shí)體積急劇膨脹, 因此進(jìn)行流道設(shè)計(jì)時(shí)要將套筒窗口流通截面a 、b、c、d(圖3) 按一定的系數(shù)逐級(jí)放大。</p><p><b>　　6 　強(qiáng)度校驗(yàn)</b></p><p>　　強(qiáng)度校驗(yàn)主要是閥桿

13、(圖6) 的撓曲強(qiáng)度計(jì)算以及套筒的壓應(yīng)力校驗(yàn)。</p><p>　　閥桿撓曲強(qiáng)度計(jì)算包括閥桿柔度λ和材料柔度λp , 及閥桿臨界載荷Per和許用載荷PA 等。</p><p>　　若閥桿的許用載荷PA 不能滿足設(shè)計(jì)要求,可通過(guò)更換材料提高強(qiáng)度。比如SUS316 的屈服極限σs = 205MPa , 而17 - 4PH/ 沉淀硬化處理后其屈服極限σs = 863MPa。如果閥桿材料一定, 而

14、許用載荷PA 不能滿足設(shè)計(jì)要求, 則可以把閥桿設(shè)計(jì)成階梯軸(圖6b) 。閥桿結(jié)構(gòu)尺寸l1 應(yīng)盡量短, 以保證閥門行程為準(zhǔn)。l2 盡量設(shè)計(jì)長(zhǎng), 這樣有利于提高閥桿的剛度。</p><p>　　套筒的壓應(yīng)力校驗(yàn)(圖7) 為</p><p><b>　　7 　結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　多級(jí)降壓高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特, 控制效果好, 使用壽命

15、長(zhǎng), 性能價(jià)格比高。該閥主要應(yīng)用于電站、石油、化工和化肥等行業(yè)。</p><p>　　螅膃莁莃薇聿莀蒆螃羅荿薈薆袁莈莈螁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖蒄蕆蟻膂蒃蕿袆肈蒂蟻蠆羄蒁蒁襖羀肈薃螇袆?wù)赝L羃膅肆蒞螅肁肅蕆羈羇膄薀螄袃膄螞薇膂膃莂螂膈膂薄薅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿膄膈薁蟻?lái)绷d蚃袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊螈芅蚇蚈膇芄莇羄肅芃葿螆罿芃薁羂裊節(jié)蚄螅膃莁莃薇聿莀蒆螃羅荿薈薆袁莈莈螁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖蒄蕆蟻

16、膂蒃蕿袆肈蒂蟻蠆羄蒁蒁襖羀肈薃螇袆?wù)赝L羃膅肆蒞螅肁肅蕆羈羇膄薀螄袃膄螞薇膂膃莂螂膈膂薄薅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿膄膈薁蟻?lái)绷d蚃袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊螈芅蚇蚈膇芄莇羄肅芃葿螆罿芃薁羂裊節(jié)蚄螅膃莁莃薇聿莀蒆螃羅荿薈薆袁莈莈螁袇莇蒀蚄膆莇薂袀肂莆蚅螞羈蒞莄袈襖蒄蕆蟻膂蒃蕿袆肈蒂蟻蠆羄蒁蒁襖羀肈薃螇袆?wù)赝L羃膅肆蒞螅肁肅蕆羈羇膄薀螄袃膄螞薇膂膃莂螂膈膂薄薅肄膁蚆袀羀膀莆蚃袆腿蒈衿膄膈薁蟻?lái)绷d蚃袇羆芇莃蝕袂芆蒅裊螈芅蚇蚈膇芄莇羄肅芃葿螆罿芃薁羂裊節(jié)蚄螅