CN204533795U - 迷宫式多级降压防气蚀调节球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，包括阀体、调节型阀座和阀球，所述阀体上设有阀进口和阀出口，所述阀进口和阀出口的内端分别设有阀座安装台，每个阀座安装台安装一个调节型阀座，两个调节型阀座180度对称且同轴布置，所述阀球设置在阀体内腔中并装在两个调节型阀座之间，阀球表面与调节型阀座相配合；其特征在于：所述阀球为迷宫式阀球，迷宫式阀球上的流道主要是由数个相互独立的迷宫孔组成。本实用新型结构巧妙、设计合理，适用于高压差、易气蚀的苛刻工况，能够从根本上避免气泡产生，保证设备安全、稳定、高效运行。

Description

迷宫式多级降压防气蚀调节球阀

技术领域

本实用新型涉及一种球阀，具体地说是一种具有迷宫式阀球结构的多级降压防气蚀调节球阀，属于流体控制阀技术领域。

背景技术

管线中的液体介质流经阀门的节流断面时，流速升高、静压降低，当介质从节流断面直至阀门出口的静压降低到等于或低于该介质在阀入口温度下的饱和蒸气压，部分液体就会汽化成气体，阀内形成气液两相共存的现象，这种现象称为“闪蒸”。根据流体动力学原理，可以用如下公式判定闪蒸现象：

P₁-P₂＝F_L ²(P₁-P_c)

P₁-入口压力；

P₂-出口压力；

F_L-压力损失系数；

P_c-节流断面流速速度最高点处的静态压力；

P_v-所述液体的饱和蒸气压；

当P₁-P₂≥F_L ²(P₁-P_V)时，液体流经节流断面就会出现闪蒸，此时阀腔内将产生大量气泡。如果阀后压力P₂不是保持在饱和蒸汽压P_v以下，而是在节流断面之后又骤然上升，闪蒸产生的气泡就会受压破裂并回归液态，这个过程就是空化作用。产生空化作用时，闪蒸产生的气泡相继爆裂，大量气泡爆裂产生的所有能量集中在破裂点上，形成极大的冲击力，而破裂点如果刚好靠近阀门或管道内壁，冲击力会在材料表面侵蚀出许多密密麻麻的小孔，再渐渐扩大成洞穴，最终慢慢撕裂材料表面，这就是流体的“气蚀”现象。气蚀在工业过程控制系统中会带来一些显著的危害：

1、加快对材料的腐蚀。正常情况下金属材料表面会形成一层薄薄的保护膜，一定程度上保护材料免遭腐蚀，而气蚀现象会在非常短的时间内将保护膜破坏，使介质对材料的腐蚀速度加快；

2、产生噪音。闪蒸所形成的大量气泡在短时间内相继爆裂，形成了频率较宽的噪音，不仅影响着现场工作人员的身心健康，也对周围居民的生活环境造成严重危害；

3、造成强烈振动。大量气泡爆裂产生持续的高频振动，容易引起现场管道及其它设备的强烈共振，严重时甚至导致设备故障，造成重大安全事故。

在已有技术所能提供的解决方案中，通常选用迷宫式套筒调节阀或多段式多级降压调节阀等阀门应对气蚀工况，但是由于直行程阀门所具有的结构特征，使得其仍存在流通能力小、流阻大、体积笨重等缺点，很大程度上制约着产品的应用范围。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，其结构巧妙、设计合理，适用于高压差、易气蚀的苛刻工况，能够从根本上避免气泡产生，保证设备安全、稳定、高效运行。

按照本实用新型提供的技术方案：迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，包括阀体、调节型阀座和阀球，所述阀体上设有阀进口和阀出口，所述阀进口和阀出口的内端分别设有阀座安装台，每个阀座安装台安装一个调节型阀座，两个调节型阀座180度对称且同轴布置，所述阀球设置在阀体内腔中并装在两个调节型阀座之间，阀球表面与调节型阀座相配合；其特征在于：所述阀球为迷宫式阀球，迷宫式阀球上的流道主要是由数个相互独立的迷宫孔组成。

作为本实用新型的进一步改进，所述调节型阀座中心设有调节窗口。

作为本实用新型的进一步改进，所述调节窗口面向迷宫式阀球的一侧为球形面。

作为本实用新型的进一步改进，所述调节球阀还包括支撑环、碟形弹簧和密封件，所述支撑环和碟形弹簧安装在阀体内的阀座安装台上，碟形弹簧一侧与阀体接触，另一侧与支撑环接触；所述密封件装在调节型阀座上并一起安装在阀体内，密封件在阀体与调节型阀座之间形成密封。

作为本实用新型的进一步改进，所述密封件采用石墨填料。

本实用新型与已有技术相比，具有以下优点：

(1)、本实用新型中的阀球为迷宫式阀球，高压介质流经迷宫式阀球时，其压差在迷宫孔内被多次降低，每一级所产生的压降均不足以形成闪蒸，从根本上消除了气蚀现象；

(2)、本实用新型中的阀球流道相对较长，为在迷宫孔中设置更多降压级数创造了条件，使得本实用新型降压等级达到36级甚至更高，可以适用于更大压差；

(3)、本实用新型中的调节窗口设置在调节型阀座上而不是在阀球上，仅需更换不同的阀座即可获得多种不同的流量特性；

(4)、本实用新型中调节窗口面向迷宫式阀球的一侧设为球形面，调节窗口与阀球之间的贴合性较好，消除了传统的套筒调节阀或先导调节阀开启瞬间的间隙流，有利于减小调节死区；

(5)、本实用新型中的迷宫式阀球与调节型阀座的组合可以实现更大的可调比，将已有技术中20～50:1的可调比提高到150～200:1，大大提高了阀门的调节性能；

(6)、本实用新型中的阀体与调节型阀座之间采用石墨填料密封，相比已有技术可以承受更高温度，将阀门的适用最高温度由250℃提高到了500℃以上。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1中迷宫式阀球的结构示意图。

图3为图1中调节型阀座的结构剖视图。

图4为调节型阀座的立体结构示意图。

图5为迷宫孔多级降压原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图所示：实施例中的迷宫式多级降压防气蚀调节球阀主要由阀体1、调节型阀座2、阀球3、支撑环4、碟形弹簧5和密封件6等组成。

如图1、图2所示，所述阀体1上设有阀进口1a和阀出口1b，所述阀进口1a和阀出口1b的内端分别设有阀座安装台1c，每个阀座安装台1c安装一个调节型阀座2，两个调节型阀座2180度对称且同轴布置，所述阀球3设置在阀体1内腔中并装在两个调节型阀座2之间，阀球3表面与调节型阀座2相配合；所述阀球3为迷宫式阀球3，迷宫式阀球3上的流道主要是由数个相互独立的迷宫孔3a组成。

如图1、图3、图4所示，本实用新型实施例中，所述调节型阀座2中心设有调节窗口2a。并且调节窗口2a可以根据需要加工成不同的流量特性。由于调节窗口2a是设置在调节型阀座2上而不是在阀球3上，仅需更换不同阀座即可获得多种不同的流量特性。

如图3、图4所示，本实用新型实施例中，所述调节窗口2a面向迷宫式阀球3的一侧为球形面。这样调节窗口2a与迷宫式阀球3之间的贴合性较好，消除了传统的套筒调节阀或先导调节阀开启瞬间的间隙流，有利于减小调节死区。

如图1、图2所示，本实用新型实施例中，所述支撑环4和碟形弹簧5安装在阀体1内的阀座安装台1c上，碟形弹簧5一侧与阀体1接触，另一侧与支撑环4接触；所述密封件6装在调节型阀座2上并一起安装在阀体1内，密封件6在阀体1与调节型阀座2之间形成密封。所述密封件6优选采用石墨填料。石墨填料可以承受更高温度，能够将阀门的适用最高温度由250℃提高到了500℃以上。

本实用新型的工作过程及工作原理如下：

如图5所示，高压介质从阀进口1a流入，经调节型阀座2上的调节窗口2a进入阀球3流道，当高压介质流经迷宫式阀球3时，其压差在迷宫孔3a内被多次、均匀降低，每一级所产生的压降均不足以形成闪蒸，从根本上消除了气蚀现象。并且由于阀球3流道相对较长，这也为在迷宫孔3a中设置更多降压级数创造了条件，使得本实用新型降压等级达到36级甚至更高，可以适用于更大压差。

Claims (5)

1.迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，包括阀体（1）、调节型阀座（2）和阀球（3），所述阀体（1）上设有阀进口（1a）和阀出口（1b），所述阀进口（1a）和阀出口（1b）的内端分别设有阀座安装台（1c），每个阀座安装台（1c）安装一个调节型阀座（2），两个调节型阀座（2）180度对称且同轴布置，所述阀球（3）设置在阀体（1）内腔中并装在两个调节型阀座（2）之间，阀球（3）表面与调节型阀座（2）相配合；其特征在于：所述阀球（3）为迷宫式阀球（3），迷宫式阀球（3）上的流道主要是由数个相互独立的迷宫孔（3a）组成。

2.如权利要求1所述的迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，其特征在于：所述调节型阀座（2）中心设有调节窗口（2a）。

3.如权利要求1所述的迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，其特征在于：所述调节窗口（2a）面向迷宫式阀球（3）的一侧为球形面。

4.如权利要求1所述的迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，其特征在于：所述调节球阀还包括支撑环（4）、碟形弹簧（5）和密封件（6），所述支撑环（4）和碟形弹簧（5）安装在阀体（1）内的阀座安装台（1c）上，碟形弹簧（5）一侧与阀体（1）接触，另一侧与支撑环（4）接触；所述密封件（6）装在调节型阀座（2）上并一起安装在阀体（1）内，密封件（6）在阀体（1）与调节型阀座（2）之间形成密封。

5.如权利要求4所述的迷宫式多级降压防气蚀调节球阀，其特征在于：所述密封件（6）采用石墨填料。