CN104455702A - 一种低噪声调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低噪声调节阀，包括阀体、组合套筒、套阀芯、阀芯和阀杆，阀芯与阀杆连接，阀芯可在套阀芯和组合套筒内壁上、下往复运动。其特点是阀座上安装有多锥度孔组合套筒，组合套筒内壁与阀芯配合，其上端通过套阀芯固定，下端固定在阀座。多锥度孔组合套筒由弹性阻尼下端盖、下插槽、外套筒、中间套筒、内套筒、上插槽和弹性阻尼上端盖组成，其弹性阻尼上、下端盖分别安装在上、下插槽，上、下插槽由里往外依次安装内套筒、中间套筒和外套筒。内套筒、中间套筒和外套筒上分别开有若干呈1:10～1:1锥度的锥孔。本发明通过多锥度孔组合套筒的声源六次降噪，上、下弹性阻尼端盖的声路降噪，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

一种低噪声调节阀

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三个多锥度套筒、二个套筒插槽及二个弹性阻尼端盖的组合套筒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

调节阀作为自动化控制系统中十分重要的组成部分，被广泛应用在化工、石油等诸多重要行业。调节阀的工作原理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。然而，由于调节阀内部流场复杂，使得调节阀在工作时伴随产生噪声，不仅污染周边环境，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可采用声源或声路治理法，虽然部分学者已取得了一定成果，但由于个别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、符合流场特性的一种低噪声调节阀。 

本发明的低噪声调节阀采用以下技术方案： 

多锥度孔组合套筒式低噪声调节阀，包括阀体、组合套筒、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组合套筒，所述的多锥度孔组合套筒内壁与阀芯配合，多锥度孔组合套筒的上端通过套阀芯固定，多锥度孔组合套筒的下端固定在阀座上。

所述的多锥度孔组合套筒，包括弹性阻尼下端盖、下插槽、外套筒、中间套筒、内套筒、上插槽和弹性阻尼上端盖，所述的弹性阻尼上、下端盖分别安装在上、下插槽，所述的上、下插槽由里往外依次安装内套筒、中间套筒和外套筒。 

所述的弹性阻尼上、下端盖由橡胶制成，上设有端盖外螺纹和端盖凸台。 

所述的上、下插槽设有插槽外套筒外螺纹、插槽凸台、插槽端盖内螺纹、插槽内套筒内螺纹和插槽中间套筒凹槽。 

所述的内套筒的上、下端设有外螺纹，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。 

所述的中间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。 

所述的外套筒的上、下端设有内螺纹，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。 

所述的内套筒、中间套筒和外套筒锥孔的锥度为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。 

本发明在阀芯处的流体分流采用多锥度孔的组合套筒，使流体由组合套筒内部经小孔流向节流口前，首先，在内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，流体经过内套筒带锥度的小孔，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；其次，流体经内套筒流到内套筒与中间套筒之间区域，流体再次碰撞，将速度和压降再次降下来，实现三次降噪；之后，流体经过中间套筒带锥度的小孔，实现四次降噪；之后，流体经中间套筒流到中间套筒与外套筒之间区域，流体再次碰撞，实现五次降噪；最后，流体经过外套筒带锥度的小孔，实现六次降噪。通过六次降噪，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。 

本发明中三个套筒经上、下插槽固定，插槽经上、下弹性阻尼端盖固定在阀座和套阀芯之间。在插槽两端增加弹性阻尼端盖可起到以下作用，一是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；二是吸收流体撞击套筒与插槽产生的固体声，降低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：通过多锥度孔组合套筒的六次降噪，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，通过流体的六次降速、降压，实现调节阀的降噪。通过弹性阻尼组合套筒的端盖，实现振动能量和声能的消耗，实现噪声的声路治理。多锥度孔组合套筒具有结构简单、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是本发明中组合套筒结构示意图。 

图3是本发明中弹性阻尼端盖结构示意图。 

图4是本发明中组合套筒插槽结构示意图。 

图5是本发明中多锥度孔内套筒结构示意图。 

图6是本发明中多锥度孔中间套筒结构示意图。 

图7是本发明中多锥度孔外套筒结构示意图。 

图中：1、阀体，2、组合套筒，3、套阀芯，4、阀端盖，5、支架，6、阀杆，7、阀芯，8、阀座，9、组合套筒弹性阻尼下端盖，10、组合套筒下插槽，11、外套筒，12中间套筒，13、内套筒，14、组合套筒上插槽，15、组合套筒弹性阻尼上端盖，16、端盖外螺纹，17、端盖凸台，18、插槽外套筒外螺纹，19、插槽凸台，20、插槽端盖内螺纹，21插槽内套筒内螺纹，22插槽中间套筒凹槽，23内套筒下螺纹，24、内套筒锥孔，25、内套筒上螺纹，26、中间套筒锥孔，27、外套筒下螺纹，28、外套筒锥孔，29、外套筒上螺纹。 

具体实施方式

如图1所示，本发明的多锥度孔组合套筒式低噪声调节阀主要由阀体1、组合套筒2、套阀芯3、阀芯7和阀杆6组成，阀体1内的阀座8上安装有多锥度孔组合套筒2，多锥度孔组合套筒2内壁与阀芯7配合，多锥度孔组合套筒2的上端通过套阀芯3固定，多锥度孔组合套筒2的下端固定在阀座8上。 

如图2所示，本发明的多锥度孔组合套筒2主要由弹性阻尼下端盖9、下插槽10、外套筒11、中间套筒12、内套筒13、上插槽14和弹性阻尼上端盖15组成，弹性阻尼上端盖15、下端盖9分别安装在上插槽14、下插槽10，上插槽14、下插槽10由里往外依次安装内套筒13、中间套筒12和外套筒11。 

如图3所示，本发明的弹性阻尼上端盖15、下端盖9由橡胶制成，设有端盖外螺纹16和端盖凸台17。端盖外螺纹16用于同插槽端盖内螺纹20固定连接，端盖凸台17用于同插槽凸台19接触，通过弹性阻尼上端盖15、下端盖9来降低固体噪声的传播。 

如图4所示，本发明的上插槽14、下插槽10设有插槽外套筒外螺纹18、插槽凸台19、插槽端盖内螺纹20、插槽内套筒内螺纹21和插槽中间套筒凹槽22。 

如图5所示，本发明的内套筒13的上端设有外螺纹25，下端设有外螺纹23，上端外螺纹25用于同插槽内套筒内螺纹21固定连接，下端外螺纹23如同。侧壁上设有若干内套筒锥孔24，锥孔的直径是由内壁向外壁逐渐增大，使流体经过内套筒13中的锥孔24流向中间套筒12。 

如图6所示，本发明的中间套筒12的侧壁上设有若干中间套筒锥孔26，中间套筒12用于同插槽中间套筒凹槽22固定连接。锥孔的直径是由内壁向外壁逐渐增大，使流体经过中间套筒12中的锥孔26流向外套筒11。 

如图7所示，本发明的外套筒11的上端设有内螺纹29，下端设有内螺纹27，上端内螺纹29用于同插槽外套筒外螺纹18固定连接。侧壁上设有若干外套筒锥孔28，锥孔的直径是由内壁向外壁逐渐增大，使流体经过外套筒11中的锥孔28流向调节阀的节流口。 

上述多锥度孔组合套筒式低噪声调节阀在清理及更换套阀芯3和组合套筒2时，只需打开阀端盖4，先移出套阀芯3，后取出组合套筒2即可。 

上述多锥度孔组合套筒在安装时，首先，可将组合套筒下插槽10经插槽端盖内螺纹20与弹性阻尼下端盖9中端盖外螺纹16连接固定；然后，将内套筒13中的内套筒下螺纹23与插槽内套筒内螺21连接固定，将中间套筒12插入到插槽中间套筒凹槽22中，将外套筒11中的外套筒下螺纹27与插槽外套筒外螺纹18连接固定；之后，将组合套筒上插槽14如同安装到外套筒11、中间套筒12、内套筒13上，最后，将弹性阻尼上端盖15如同安装到上插槽14即可。 

本发明通过使用多锥度孔组合套筒2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，安装所需的组合套筒2，组合套筒2中的外套筒11、中间套筒12、内套筒13分别开有外套筒锥孔28、中间套筒锥孔26、内套筒锥孔24，使流体由组合套筒2内部经小孔流向节流口前。首先，在内套筒13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，流体经过内套筒13中的内套筒锥孔24，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；其次，流体流经内套筒13流到内套筒13与中间套筒12的之间区域，流体再次碰撞，将速度和压降再次降下来，实现三次降噪；之后，流体经过中间套筒12中的中间套筒锥孔26，实现四次降噪；之后，流体经中间套筒12流到中间套筒12与外套筒11之间区域，流体再次碰撞，实现五次降噪；最后，流体经过外套筒11中外套筒锥孔28，实现六次降噪。通过六次降噪，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，并且各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。 

本发明通过采用组合套筒弹性阻尼下端盖9、弹性阻尼上端盖15来治理经套阀芯3和阀体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，在组合套筒下端盖9、上端盖15的加工中选用不同的弹性阻尼材料。在组合套筒上插槽14、下插槽10两端安装弹性阻尼上端盖15、下端盖9，该结构具有两种作用，一是使外部振动由阀体1经套阀芯3用在阀芯7时，使振动能量在弹性阻尼上端盖15、下端盖9中消耗，吸收有害振动，降低阀杆6和阀芯7的故障率；二是使内部声能由组合套筒2中的外套筒11、中间套筒12、内套筒13经组合套筒上插槽14、下插槽10、套阀芯3和阀体1向外传播时，使声能在弹性阻尼上端盖15、下端盖9中消耗，吸收有害噪声，实现调节阀噪声的声路治理。  

Claims (9)

1.多锥度孔组合套筒式低噪声调节阀，包括阀体、组合套筒、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组合套筒，所述的多锥度孔组合套筒内壁与阀芯配合，多锥度孔组合套筒的上端通过套阀芯固定，多锥度孔组合套筒的下端固定在阀座。

2.如权利要求1所述的多锥度孔组合套筒，其特征在于：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。

3.如权利要求1所述的多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的多锥度孔组合套筒包括弹性阻尼下端盖、下插槽、外套筒、中间套筒、内套筒、上插槽和弹性阻尼上端盖，所述的弹性阻尼上、下端盖分别安装在上、下插槽，所述的上、下插槽由里往外依次安装内套筒、中间套筒和外套筒。

4.如权利要求3多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的弹性阻尼上、下端盖由橡胶制成，上设有端盖外螺纹和端盖凸台。

5.如权利要求3多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的上、下插槽设有插槽外套筒外螺纹、插槽凸台、插槽端盖内螺纹、插槽内套筒内螺纹和插槽中间套筒凹槽。

6.如权利要求3多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的内套筒的上、下端设有外螺纹，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。

7.如权利要求3多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的中间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。

8.如权利要求3多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的外套筒的上、下端设有内螺纹，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。

9.如权利要求3多锥度孔组合套筒，其特征在于：所述的内套筒、中间套筒和外套筒锥孔的锥度为1:10～1:1。