CN201428856Y - 高压差颗粒流体控制阀 - Google Patents
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Abstract
高压差颗粒流体控制阀，包括阀体、阀盖、阀内件、阀杆和填料，阀内件包括管形多腔多阶降压阀笼、套装在阀笼内的串级降压阀芯和阀座，阀笼圆管内孔管壁上开设有多级降压台阶和介质流通腔，串级降压阀芯是轴形阀芯，阀芯中部的与阀笼的多级降压台阶相对应的位置处开设有切割槽，切割槽是在轴形阀芯的半圆周上对称开设的凹槽。本实用新型的优点是：结构紧凑，关断可靠，制造不需要专用设备，效率高；更换方便、维护、维修成本低；阀的寿命长，抗振动性能好，适合高压差下颗粒流体的可靠控制；可实现不同的Cv值和流量特性的互换，可用不同的降压级数，解决不同压力、压差的工况；能有效的控制噪声。
Description
技术领域
本实用新型属于过程控制用控制阀，尤其涉及高压差颗粒流体控制阀。
背景技术
在过程控制中，有许多高压差颗粒流体的工作场合，普通的降压控制阀在高压差颗粒流体的情况下，会产生严重的空化现象，导致阀内件迅速损坏，进而使控制阀失效，严重时由于流量无法控制会产生爆炸事故。同时，气体介质在高压、高压差的情况下会产生噪声、振动，由于气体可压缩，在高压、高压差作用下，其流速会超过80m/s，对阀内件产生高流速冲蚀、拉丝现象，导致极大的噪声和阀门损坏。在上述两种情况下同时伴随着颗粒状流体，会更加剧其破坏作用，加速磨损和空化，同时颗粒还可能会造成阀门堵塞、卡滞、卡死无法动作等故障。
现有技术中，一般单独采用普通的多级降压控制阀或多孔笼式控制阀解决高压差产生的空化或噪声问题。上述两种结构的控制阀的不足是：只解决了高压差流体气蚀和噪声的问题，而无法解决颗粒流体冲刷、卡滞等的问题，原因是：颗粒流体在高速运动时，会对阀内件产生强烈的冲刷，造成其严重磨损，当颗粒流体流过细小的通道，极易产生堵塞，卡滞等造成故障。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高压差颗粒流体控制阀，克服现有技术的不足。
本实用新型是应用多级降压、抗磨损原理，结合高硬度、高耐磨粗壮阀内件，使阀门既能满足高压多级降压的要求，同时也能满足高压颗粒流体控制要求。
本实用新型的技术方案是：高压差颗粒流体控制阀，包括阀体、阀盖、阀内件、阀杆和填料，阀杆与阀内件连接，阀盖和阀体连接，用填料密封，其结构在于所述的阀内件包括阀笼、阀芯和阀座，阀笼是管形多腔多阶降压阀笼，阀芯是套装在阀笼内的串级降压阀芯，阀座固定连接在阀体上，阀笼安装在阀座上；所述管形多腔多阶降压阀笼是圆管形阀笼，阀笼圆管内孔管壁上开设有多级降压台阶和介质流通腔，介质流通腔是沿阀笼圆管内壁开设的圆形凹腔，凹腔与圆管内孔管壁之间的台阶是降压台阶，阀笼的外径与阀体内径相配合，阀笼圆管的前端是定位轴段，定位轴段是空心轴，定位轴的内径与圆管的内径相同，阀笼圆管的后端与阀盖固定结合；所述套装在阀笼内的串级降压阀芯是轴形阀芯，阀芯的外径与管形多腔多阶降压阀笼的圆管的内径相配合，阀芯上端与阀杆固定连接，阀芯的下端与阀座上的介质流出孔相配合，阀芯中部芯体的与管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上多级降压台阶和介质流通腔相对应的位置处开设有切割槽，切割槽是在轴形阀芯的半圆周上对称开设的凹槽，凹槽的靠阀芯上端的竖面是斜面，凹槽的靠阀芯下端的竖面是垂直面，凹槽的底面是平面。
本实用新型所述的高压差颗粒流体控制阀，其结构在于所述管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上开设的多级降压台阶和介质流通腔为2～10个，多级降压台阶和介质流通腔在管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上均匀分布。
本实用新型所述的高压差颗粒流体控制阀，其结构在于所述的阀芯中部芯体的与管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上开设的多级降压台阶和介质流通腔相对应的位置处开设的多个切割槽为2～10个，切割槽的数量与管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上的凹槽数量相同，沿阀芯轴向上下相邻的切割槽之间的空间转角为90°或45°，切割槽之间轴向距离在轴形阀芯上均匀分布。
本实用新型所述的高压差颗粒流体控制阀，其结构在于所述轴形串级降压阀芯下端的与阀座上的介质流出孔相配合处，设有流量特性曲线。
高压差颗粒流体控制阀的阀盖与阀体之间采用压力自密封结构，工作压力越高，密封更可靠。
本实用新型的控制阀的介质在阀内流动和降压的过程是：由于多级降压阀芯和管型多腔多阶降压阀笼组成的阀内件带有多个流向变化的流道，介质进入阀内后，在多级降压阀芯和多腔多阶降压阀笼的配合下，介质在流动过程中不断经过多腔多阶降压阀笼→多级阀芯→多腔多阶降压阀笼→多级阀芯……的节流，在通过曲折变化的流道的过程中，介质每通过多孔降压阀笼或每经过一次串级降压阀芯就起到一级降压作用。这个过程中，消耗了介质的动能，降低了介质流速，达到多级降压的效果。对于气体介质，通过多次对流膨胀，使流体的流速降低，降低噪声的发生强度，减少流体对阀内件的冲蚀。对于液体介质，每一次降压都不超过流体的饱和蒸汽压，因而避免闪蒸、空化的发生，同时减少噪声来源。当阀门处于关闭状态时，阀芯的阀塞紧紧压在阀座上，介质无法流动。当阀芯向上移动时，阀芯的阀塞离开阀座上移，介质进入多腔多阶降压阀笼，串级阀芯移动位置的高低，决定多腔多阶降压阀笼流道孔通断的数量，并由带有流量特性曲线的阀芯决定通过控制阀的流量多少。
本实用新型的优点是：
1、结构紧凑，生产效率高、不需要专用设备。
2、可根据不同的介质情况，采用多腔多阶降压阀笼和串级多级降压阀芯不同的组合，实现不同降压级数。采用带有流量特性曲线的阀芯实现不同的Cv值和流量特性。
3、将管型多腔多阶降压阀笼和串级多级降压阀芯制成整体式阀内件，结构可靠，更换方便、快捷，可实现不同的Cv值和流量特性的互换。
4、可采用不同降压级数管型多腔多阶降压阀笼和多级降压阀芯组合的阀内件，解决不同压力、压差的工况。
5、采用关断、节流分离结构，减少节流对密封面的损害，保证控制阀长期工作也可以达到可靠关断目的。
6、极大地延长阀内件及控制阀的使用寿命，提高抗振动性能。
7、消除由空化、噪声和振动特别是高速颗粒流体引起的设备损坏。
8、减少设备停机时间，减少维护、维修成本，增加工厂生产能力。
9、满足高温、高压及高压差、高流速介质对可靠性的控制要求，满足噪声限制的要求，实现有效的噪声控制。
附图说明
本实用新型共有附图五幅，其中：
附图1是本实用新型高压差颗粒流体控制阀结构图，
附图2是本实用新型串级多级降压阀芯结构示意图，
附图3是本实用新型串级多级降压阀芯结构立体示意图，
附图4是本实用新型管型多腔多阶降压阀笼结构示意图，
附图5是本实用新型管型多腔多阶降压阀笼结构立体示意图。
附图中，1、阀体，2、阀座，3、多腔多阶阀笼，4、多级降压阀芯，5、阀杆，6、密封件，7、阀盖压套，8、阀盖，9、填料。
具体实施方式
附图所示的实施例是：公称通径：80mm；工作压差：50.0MPa；额定流量系数：24；介质：空气中含有颗粒；工作温度：85℃的高压差颗粒流体控制阀。控制阀主要由阀体(1)、阀盖(8)、阀内件、阀杆(5)、阀盖压套(7)和填料(9)等组成，阀内件由串级多级降压阀芯(4)、管型多腔多阶降压阀笼(3)、阀座(2)等组成。管型多腔多阶降压阀笼下部与阀座连接，上部与阀盖接靠。管型多腔多阶降压阀笼上均匀设置直径为110mm的凹腔4个，串级多级降压阀芯为4级降压阀芯，阀芯上设3个台肩，4级降压阀芯安装在管型多腔多阶降压阀笼内，阀芯导向是管型多腔多阶降压阀笼的内孔，阀芯上端与阀杆固定连接，管型多腔多阶降压阀笼的内孔与串级多级降压阀芯的台肩采用公差配合，方便串级多级降压阀芯的上下运动。阀杆(5)与串级多级降压阀芯(4)用螺纹连接并焊接成一体防止松动。阀盖(8)与阀体(1)间用压力自密封结构密封。串级多级降压阀芯下部为带有流量特性曲线的阀芯，串级多级降压阀芯始终在阀笼导向内部上下运动，由带有流量特性曲线的阀芯控制流经阀内件的流量。阀体是承受介质压力并容纳其他零件的基础零件。
Claims (4)
1、高压差颗粒流体控制阀，包括阀体(1)、阀盖(8)、阀内件、阀杆(5)和填料(9)，阀杆(5)与阀内件连接，阀盖(8)和阀体(1)连接，用填料密封，其特征在于所述的阀内件包括阀笼(3)、阀芯(4)和阀座(2)，阀笼(3)是管形多腔多阶降压阀笼，阀芯(4)是套装在阀笼(3)内的串级降压阀芯，阀座(2)固定连接在阀体(1)上，阀笼(3)安装在阀座(2)上；所述管形多腔多阶降压阀笼(3)是圆管形阀笼，阀笼圆管内孔管壁上开设有多级降压台阶和介质流通腔，介质流通腔是沿阀笼圆管内壁开设的圆形凹腔，凹腔与阀笼圆管内孔管壁之间的台阶是降压台阶，阀笼(3)的外径与阀体(1)内径相配合，阀笼圆管的前端是定位轴段，定位轴段是空心轴，定位轴的内径与阀笼圆管的内径相同，阀笼圆管的后端与阀盖(8)固定结合；所述套装在阀笼内的串级降压阀芯(4)是轴形阀芯，阀芯(4)的外径与管形多腔多阶降压阀笼(3)的圆管的内径相配合，阀芯(4)上端与阀杆(5)固定连接，阀芯(4)的下端与阀座(2)上的介质流出孔相配合，阀芯中部芯体的与管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上多级降压台阶和介质流通腔相对应的位置处开设有切割槽，切割槽是在轴形阀芯的半圆周上对称开设的凹槽，凹槽的靠阀芯上端的竖面是斜面，凹槽的靠阀芯下端的竖面是垂直面，凹槽的底面是平面。
2、根据权利要求1所述的高压差颗粒流体控制阀，其特征在于所述管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上开设的多级降压台阶和介质流通腔为2～10个，多级降压台阶和介质流通腔在管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上均匀分布。
3、根据权利要求1所述的高压差颗粒流体控制阀，其特征在于所述的阀芯中部芯体的与管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上开设的多级降压台阶和介质流通腔相对应的位置处开设的多个切割槽为2～10个，切割槽的数量与管形多腔多阶降压阀笼圆管内孔管壁上的凹槽数量相同，沿阀芯轴向上下相邻的切割槽之间的空间转角为90°或45°，切割槽之间轴向距离在轴形阀芯上均匀分布。
4、根据权利要求1所述的高压差颗粒流体控制阀，其特征在于所述轴形串级降压阀芯下端的与阀座上的介质流出孔相配合处，设有流量特性曲线。
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|---|---|---|---|---|
| CN103542115A (zh) * | 2012-07-11 | 2014-01-29 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种轴流式多级降压抗汽蚀调节阀 |
| CN109139929A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种刻槽式串联多级减压调节阀 |
| CN109404606A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-01 | 吴忠仪表有限责任公司 | 压力平衡式高精度高压差控制阀 |
| WO2022237185A1 (zh) * | 2021-05-08 | 2022-11-17 | 浙江理工大学 | 一种阀门内流道磨损特性预测调控方法 |
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2009
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