CN102913679A - 低噪声调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低噪声调节阀，包括阀体、套阀芯、阀芯和阀杆，所述的阀体内设有阀芯，阀芯与阀杆连接，其特征在于：所述的阀体内的阀座上安装有多锥度孔套筒，所述的多锥度孔套筒内壁与阀芯配合，多锥度孔套筒的上端通过套阀芯固定，在所述的多锥度孔套筒的侧壁上设有若干锥孔，所述的锥孔的直径是由内壁向外壁逐渐增大，呈1:10～1:1的锥度。套阀芯的环壁处开有沟槽，可注入橡胶。阀体中阀座的下底面采用二次抛物曲面过渡。本发明通过多锥度孔套筒的声源二次降噪，带弹性阻尼套阀芯的声路降噪，优化的阀座的声源降噪，实现多处调节阀的噪声治理，结构简单且易更换，使用方便。

Description

低噪声调节阀

 

技术领域

本发明涉及一种低噪声的调节阀，尤其涉及一种可以通过安装带有多锥度的套筒、带弹性阻尼套阀芯和优化的阀座来实现噪声治理的调节阀，属于调节阀噪声治理技术领域。

背景技术

调节阀作为一种常见的执行机构，其作用就是通过调节器发出的控制信号，来改变调节参数，把被调参数控制在工艺所要求的范围内，以实现生产过程的自动化。目前为止，调节阀是自动化控制系统中十分重要的组成部分，广泛应用在许多重要行业，如石油、化工等行业。但由于阀体内部结构复杂，使得调节阀在工作时伴随产生噪声，不仅对工作人员听力造成严重影响，而且影响安全生产和降低劳动生产率。

目前针对调节阀的噪声治理常采用声源治理法或声路治理法，虽取得了一定成果，但由于部分学者在调节阀结构及内部流场方面未考虑周全，往往造成顾此失彼的后果。如专利（CN 200920076178.9）中，在角形调节阀中采用由多个水平状长方孔的下沿，叠加一个其二边呈平滑内凹曲线的平头倒三角形孔，以及叠加不同高度的倒三角形孔所组成的多个复合孔的几何状流道孔来进行噪声治理，虽然在一定程度上可降低阀内的噪声，但存在着以下几个问题：一是其流道孔加工困难，制造成本高；二是由于采用的均流罩是固定结构，流体只能通过均流罩上的通孔由阀入口流入阀芯处，使得流体在均流罩底部未开通孔处由于路径受阻易形成涡流，产生新的局部噪声；三是水平状长方孔的下沿与二边呈平滑内凹曲线的平头倒三角形孔之间不易形成光滑过渡面，流道截面积的突然增大，易造成过渡口下方与过渡口处流体的速度差，在此处形成小的局部涡流，产生新的噪声源；四是由于水平状长方孔上沿不变，下沿截面积增加，使得流体在通孔的上、下区域流速不等，形成速度差，易形成局部涡流并产生新的噪声源。因此，针对调节阀的噪声治理，需在其内部结构、流场特性及降噪成本上进行综合考虑，以设计适合本调节阀的降噪方案。

发明内容

本发明针对现有调节阀存在的噪声过大、噪声治理成本高、以及在噪声治理中对本身结构及流场特性考虑不周等问题，提供一种可有效治理调节阀噪声并且成本低、符合流场特性的低噪声调节阀。

本发明的低噪声调节阀采用以下技术方案：

    低噪声调节阀，包括阀体、套阀芯、阀芯和阀杆，所述的阀体内设有阀芯，阀芯与阀杆连接，所述的阀体内的阀座上安装有多锥度孔套筒，所述的多锥度孔套筒内壁与阀芯配合，多锥度孔套筒的上端通过套阀芯固定，在所述的多锥度孔套筒的侧壁上设有若干锥孔，所述的锥孔的直径是由内壁向外壁逐渐增大。

所述的锥孔的锥度为1:10～1:1。

在所述的阀体的上端设有阀盖和支架，支架与阀盖连接，阀盖与阀体通过螺纹连接。

所述阀座的下底面采用二次抛物曲面过渡。 

所述套阀芯的环壁处开有沟槽，并在沟槽处注入橡胶。

本发明在阀座的下底面采用二次抛物曲面过渡，二次抛物曲面的形状与传统的阶梯状相比，具有先缓后急的变化特点，与流体流向节流口的流线相符合，可有效消除阀座处的漩涡，实现此处噪声源的治理。

本发明在阀芯处的流体分流采用多锥度孔的套筒，使流体由套筒内部经小孔流向节流口前，首先在套筒内部相互碰撞并消耗部分能量，将速度和压降降下来，实现一次降噪；然后流体经过带锥度的小孔，呈1:10～1:1的锥度，截面积由里向外逐渐增大，使得速度和压降再次降下来，实现二次降噪。通过一次、二次降噪，可实现节流口处噪声源的治理。多锥度孔套筒孔的数量和锥度通过计算得出，多锥度孔套筒孔的数量和锥度可根据不同调节阀的需要进行设计。

本发明中阀杆带动阀芯上、下移动，导向采用带弹性阻尼的套阀芯，通过在套阀芯环壁处开有沟槽并注入弹性阻尼可起到双重作用，既能吸收阀体外部对阀杆和阀芯的振动能量，降低阀杆和阀芯的故障率；又能吸收阀体内部经套阀芯和阀体传播的声能，实现噪声的声路治理。

本发明的有益效果是：通过二次抛物曲面过渡的阀座，消除由阀座流向阀芯处的漩涡，实现此处噪声源的治理。通过多锥度孔套筒的二次降噪，实现节流口处噪声源的治理，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，安装所需的多锥度孔套筒，通过流体的二次降速、降压，实现调节阀的降噪。通过带弹性阻尼的套阀芯，实现振动能量和声能的消耗，实现噪声的声路治理。多锥度孔套筒和带弹性阻尼的套阀芯具有结构简单、易更换且使用方便的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中多锥度孔套筒结构示意图。

图3是本发明中带弹性阻尼套阀芯结构示意图。

图4是本发明中二次抛物曲面过渡的阀座下底面结构示意图。

图中：1、阀体，2、阀座，3、套筒， 4、套阀芯， 5、支架， 6、阀杆， 7、端盖， 8、阀芯，9、锥孔， 10、弹性阻尼， 11、沟槽，12、阀座下底面。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明的低噪声调节阀主要由阀体1、端盖7、支架5、阀杆6和阀芯8组成，阀体1内安装有套阀芯4，使阀芯8沿阀杆6轴向运动，减小流体对阀芯8的径向作用力的影响。阀体1内的阀座2上安装有套筒3，并通过套阀芯4固定，在套筒3中开有若干锥孔9，使流体经过套筒3中的锥孔9流向调节阀的节流口。

上述低噪声调节阀在清理及更换套阀芯4和套筒3时，只需打开端盖7，先移出套阀芯4，后取出套筒3即可。

本发明通过使用多锥度孔套筒3来治理节流口处调节阀的噪声，实现调节阀噪声源的治理，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，安装所需的多锥度孔套筒3，多锥度孔套筒3中开有套筒锥孔9，使流体由套筒3内部经锥孔9流向节流口前，首先在套筒3内部相互碰撞并消耗部分能量，将速度和压降降下来，实现一次降噪；并使流体分成多股的细流流入套筒3，由于锥孔9呈1:10～1:1的锥度，截面积由里向外逐渐增大，使得速度和压降再次降下来，实现二次降噪。通过一次、二次降噪，可实现节流口处噪声源的治理。结构简单且易更换，使用方便，并且多锥度孔套筒的形状加工也十分简单，为该低噪声调节阀的使用带来方便。

本发明通过采用带弹性阻尼的套阀芯4来治理由阀体1传播的噪声，实现调节阀噪声的声路治理，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，在套阀芯4中注入不同的弹性阻尼10。套阀芯4环壁处开有沟槽11并注入弹性阻尼10，该结构具有两种作用，一是使外部振动由阀体1经套阀芯4作用在阀芯8时，使振动能量在弹性阻尼10中消耗，吸收有害振动，降低阀杆6和阀芯8的故障率；二是使内部声能由套阀芯4经阀体1向外传播时，使声能在弹性阻尼10中消耗，吸收有害噪声，实现调节阀噪声的声路治理。

本发明通过阀座下底面12采用二次抛物曲面过渡来治理阀座2处的噪声，实现调节阀噪声源的治理。将阀座下底面12加工成二次抛物过渡曲面，与传统的阶梯状相比，具有先缓后急的变化特点，并且与流体流向节流口的流线相符合，使阀体1中流体平顺的流向阀芯8和套阀芯4，可有效消除阀座2处的漩涡，实现此处噪声源的治理。

Claims (5)

1.低噪声调节阀，包括阀体、套阀芯、阀芯和阀杆，所述的阀体内设有阀芯，阀芯与阀杆连接，其特征在于：所述的阀体内的阀座上安装有多锥度孔套筒，所述的多锥度孔套筒内壁与阀芯配合，多锥度孔套筒的上端通过套阀芯固定，在所述的多锥度孔套筒的侧壁上设有若干锥孔，所述的锥孔的直径是由内壁向外壁逐渐增大。

2.如权利要求1所述的低噪声调节阀，其特征在于：所述的锥孔的锥度呈1:10～1:1。

3. 如权利要求1所述的低噪声调节阀，其特征在于：在所述的阀体的上端设有阀盖和支架，支架与阀盖连接，阀盖与阀体通过螺纹连接。

4. 如权利要求1所述的低噪声调节阀，其特征在于：所述阀座的下底面采用二次抛物曲面过渡。

5. 如权利要求1所述的低噪声调节阀，其特征在于：所述套阀芯的环壁处开有沟槽，并在沟槽处注入橡胶。

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