CN102937188A - 一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其包括阀体、阀座、阀芯、上盖及阀杆；所述阀体内设置有阀座，所述阀座上安装若干节流片，所述节流片用定位销定位，每片节流片由平行薄板体、菱柱阵列式结构组成，所述节流片上安装导向座，所述导向座内安装平衡密封环，所述节流片内安装阀芯，所述阀芯与阀杆相连接，所述阀体上安装上盖；所述上盖用螺柱、螺母固定在阀体上。本发明将流体压力保持在饱和蒸汽压之上，避免气泡形成，消除空化现象；能降低爆破能量对阀内件的损伤；拆卸、清理方便，更利于在线维护；通过对高速不可压缩流体的流速控制，使压力逐级下降，避免出现空化现象，保证阀门的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，具体地说是一种应用于控制阀对液体的流速控制技术。
背景技术
在液体流体控制领域，当压力为P1的液体流体经过流经控制阀节流孔时，流速增加，而静压力下降，当控制阀节流孔后的压力P2等于或者小于该液体流体所在工况下的饱和蒸汽压Pv时，部分液体流体就会汽化成气体，形成气液两相共存的现象，这种现象称为闪蒸。产生闪蒸时，液体流体会对控制阀的阀芯、阀座等阀内件产生冲蚀，并影响阀门的流通能力。如果产生闪蒸后，P2不是保持在饱和蒸汽压Pv以下，而是在控制阀节流孔之后又骤然上升，此时闪蒸产生的气泡会破裂并转化为液态，这个过程就是空化作用。产生空化作用时，由于控制阀节流孔后压力上升，闪蒸时产生的气泡会相继爆裂，爆裂产生的所有能量集中在破裂点上，形成极大的冲击力，此爆裂如果发生在控制阀节流孔后的金属表面附近，冲击力会慢慢撕裂材料表面。
另一方面，空化作用产生的气泡相继爆裂，形成了频率较宽的噪音，不仅影响现场工作人员的操作，周围居民的生活环境，更严重还会出现管道的强烈振动，产生重大安全事故。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其能确保高流速液体控制阀长期稳定运行，延长装置检修周期，提高工作效率；通过对高速不可压缩流体的流速控制，使压力逐级下降，避免出现空化现象，保证阀门的正常运行。
按照本发明提供的技术方案，一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，包括阀体、阀座、阀芯、上盖及阀杆；所述阀体内设置有阀座，所述阀座上安装若干节流片，所述节流片用定位销定位，所述每片节流片由平行薄板体、菱柱阵列式结构组成，所述菱柱阵列式结构包括若干个菱柱凸体，所述若干个菱柱凸体从外到内平行排列，相邻菱柱凸体列交错排列均匀分布在平行薄板体平面上；所述节流片上安装导向座，所述导向座内安装平衡密封环，所述节流片内安装阀芯，所述阀芯与阀杆相连接，所述阀体上安装上盖；所述上盖用螺柱、螺母固定在阀体上。所述阀体内流体流向为高进低出。
作为本发明的进一步改进，所述节流片为平行薄板式，采用菱柱阵列式结构。
作为本发明的进一步改进，所述节流片采用盘片叠加结构，所述盘片叠加结构包括若干节流片，所述若干节流片从下至上依次叠加，所述节流片上的菱柱阵列式结构上下对齐，并使用所述定位销将所述阀座、导向座、节流片连接为一体。
作为本发明的进一步改进，所述阀芯的密封面为锥形密封面，所述阀座的密封面为0.5～1mm的细锥形密封面，且所述阀座密封角度比所述阀芯密封面角度大5°，所述阀芯与阀座形成锥形线密封结构。
作为本发明的进一步改进，所述阀座与阀体之间设置有密封垫片，用密封垫片密封。
作为本发明的进一步改进，所述导向座与上盖之间设置有密封垫片，用密封垫片密封。
作为本发明的进一步改进，所述阀体与上盖之间设置有密封垫片，用密封垫片密封。
作为本发明的进一步改进，每个菱柱凸体一端通过平行薄板体，另一端与平行薄板体平面齐平。
作为本发明的进一步改进，所述菱柱凸体之间设有间隙，所述间隙逐渐增大。
作为本发明的进一步改进，所述菱柱凸体为菱型长方体，菱柱尖角与流体流向相对。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1、节流片菱柱阵列式结构，形成急剧变向、转折流道，实现流体多级降压，将流体压力保持在饱和蒸汽压之上，避免气泡形成，消除空化现象；
2、流体在节流片菱柱阵列式结构内，可进一步通过多次碰撞和分离来实现减少流体动能，与常规单流道结构相比，效率可提高50%左右；
3、与传统迷宫式结构相比，菱柱阵列式结构的体积比它降低30-40%；
4、菱柱阵列式结构的多冗余交叉流道设计，具有自清洁和抗堵塞功能，适用于带有颗粒悬浮物气体流体 ；
5，菱柱阵列式结构流道，利用菱柱的锋利刃口切割空化过程产生的气泡，降低爆破能量对阀内件的损伤；
6，定位销连接结构，阀内件整体加工，零件精度高，安装调试简单；
7，节流片盘片叠加结构，拆卸、清理方便，更利于在线维护；
8，菱柱阵列式流速控制结构，有效消除了空化现象，减少了阀门噪音。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的节流片与阀座、导向座的定位示意图。
图3是本发明的节流片平面示意图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是图4的I剖视放大图。
图6是图4的II剖视放大图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1～图2所示：一种适用于可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，包括阀体1、密封垫片2、阀座3、节流片4、阀芯5、平衡密封环6、导向座7、密封垫片8、密封垫片9、上盖10，阀杆11、螺柱12、螺母13、定位销14。
本发明包括在所述阀体1内设有阀座3，所述阀座3与阀体1之间用密封垫片2密封。所述阀座3上安装若干片节流片4，所述节流片4用定位销14定位。所述每片节流片4由平行薄板体19、菱柱阵列式结构15组成，所述菱柱阵列式结构15包括大菱柱凸体16、菱柱凸体17、小菱柱凸体18等若干个菱柱凸体，所述若干个菱柱凸体从外到内平行排列，相邻菱柱凸体列交错排列均匀分布在平行薄板体19平面上；每个菱柱凸体一端通过平行薄板体19，另一端与平行薄板体19平面齐平。菱柱凸体之间设有间隙，所述间隙逐渐增大。所述菱柱凸体为菱型长方体，菱柱尖角与流体流向相对。
所述节流片4上安装导向座7，所述导向座7内安装平衡密封环6，所述阀芯5与导向座7使用平衡密封环6密封，所述导向座7对阀芯5进行导向。所述节流片4内安装阀芯5，所述阀芯5与阀座3使用锥形密封。所述阀芯5与阀杆11相连接，所述阀体1上设有上盖10；所述阀体1与上盖10之间用密封垫片9密封；所述导向座7与上盖10用密封垫片8密封。所述上盖10用螺柱12、螺母13固定在阀体1上。所述阀体1允许流体流向为高进低出。
所述节流片4采用盘片叠加结构，所述盘片叠加结构包括若干节流片4，所述若干节流片4从下至上依次叠加，所述节流片4上的菱柱阵列式结构15上下对齐，并使用所述定位销14将所述阀座3、导向座7、节流片4连接为一体。
所述阀芯5的密封面为锥形密封面，所述阀座3的密封面为0.5～1mm的细锥形密封面，且所述阀座3密封角度比所述阀芯5密封面角度大5°，所述阀芯5与阀座3形成锥形线密封结构。
所述阀体1允许介质流向为高进低出。
本发明工作原理：
高速不可压缩流体从阀门入口进入，经节流片菱柱阵列式结构对流速的控制，使压力逐级下降，避免出现空化现象，保证阀门的正常运行。
本阀门节流片菱柱阵列式结构，形成急剧变向、转折流道，实现流体多级降压，将流体压力保持在保护蒸汽压之上，避免气泡形成，消除空化现象。
本发明节流片采用菱柱阵列式结构，利用流体的多次碰撞和分离来实现减少流体动能。
本发明节流片菱柱阵列式结构采用多冗余交叉流道设计，具有自清洁和抗堵塞功能。
本发明采用菱柱阵列式结构流道，利用菱柱的锋利刃口切割空化过程产生的气泡，降低爆破能量对阀内件的损伤。
本发明采用定位销连接结构，阀内件整体加工，零件精度高，安装调试方便。
本发明节流片采用盘片叠加结构，拆卸、清理方便，更利于在线维护。
本发明采用菱柱阵列式流速控制结构，有效消除了空化现象，减少了阀门噪音。
Claims (10)
1. 一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，包括阀体（1）、阀座（3）、阀芯（5）、上盖（10）及阀杆（11），所述阀体（1）内设置有阀座（3）；其特征是：所述阀座（3）上安装有若干片节流片（4），所述节流片（4）用定位销（14）定位，所述每片节流片（4）由平行薄板体（19）、菱柱阵列式结构（15）组成，所述菱柱阵列式结构（15）包括若干个菱柱凸体，所述若干个菱柱凸体从外到内平行排列，相邻菱柱凸体列交错排列均匀分布在平行薄板体（19）平面上；所述节流片（4）上安装导向座（7），所述导向座（7）内安装平衡密封环（6），所述节流片（4）内安装阀芯（5），所述阀芯（5）与阀杆（11）相连接，所述阀体（1）上安装上盖（10）；所述上盖（10）用螺柱（12）、螺母（13）固定在阀体（1）上；所述阀体（1）内流体流向为高进低出。
2.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述节流片（4）为平行薄板式，采用菱柱阵列式结构。
3.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述节流片（4）采用盘片叠加结构，所述定位销（14）将阀座（3）、导向座（7）、节流片（4）连接为一体。
4.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述阀芯（5）的密封面为锥形密封面，所述阀座（3）的密封面为0.5～1mm的细锥形密封面，且所述阀座（3）密封角度比所述阀芯（5）密封面角度大5°，所述阀芯（5）与阀座（3）形成锥形线密封结构。
5.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述阀座（3）与阀体（1）之间设置有密封垫片（2）。
6.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述导向座（7）与上盖（10）之间设置有密封垫片（8）。
7.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述阀体（1）与上盖（10）之间设置有密封垫片（9）。
8.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述每个菱柱凸体一端通过平行薄板体（19），另一端与平行薄板体（19）平面齐平。
9.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述菱柱凸体之间设有间隙。
10.如权利要求1所述的一种适用于不可压缩流体的阵列式流速控制阀门结构，其特征是：所述述菱柱凸体为菱型长方体，菱柱尖角与流体流向相对。
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