CN2314203Y

CN2314203Y - 迷宫式高差压流量调节阀

Info

Publication number: CN2314203Y
Application number: CN 97221570
Authority: CN
Inventors: 王文然; 蒋跃元; 徐勇; 许明阳
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-04-14
Anticipated expiration: 2007-07-25

Abstract

一种迷宫式高差压流量调节阀,其特征在于:阀芯由若干个节流环与1个定位环焊接而成,每个节流环内设置2～12个对称均布的小孔流道,每个节流环的内圆设置1～2个迷宫槽,若干个节流环与定位环对位焊接后,各节流环内的2～12个对称均布的小孔流道共同构成阀芯的阶梯状曲折流道,阀杆与阀芯间为迷宫式密封结构,阀杆端部为弧形锥状曲面,杆身呈圆柱状。本实用新型漏流小,降压能力强,特性曲线线性化好,调节范围广,阀门冲蚀、振动与噪声均很小,运行寿命长,制造成本低。

Description

迷宫式高差压流量调节阀

本实用新型涉及一种流体在高温、高压、高差压工况下的大范围流量调节阀门，属于热工水力学领域，可应用于石油、化工、机械等工业领域。

在现有技术中，目前广泛应用于石油工业中的阀门如楔型闸阀由于其流阻系数较小，因而流体在高差压条件下的流速组高、流量随行程变化率很大，故难以实现流量的准确调节。参见：《阀门设计手册》，杨源泉主编，机械工业出版社，P34-45。此外流体的高流速导致阀门产生一系列的问题如冲蚀、振动、噪声等。而针对高温高压工况由西安交大设计的GYT高温高压差调节阀(如图1)则利用临界流实现流体的高压降以改善流量调节特性。但由于临界流流速极高使得阀门的冲蚀、振动、噪声等问题更加严重，因此该阀门不得不采用许多性能极好、价格昂贵的材料如高强度材料及高耐磨材料等，这不仅提高了成本，而且阀门流量随行程变化率仍然很大，其调节特性并未得到明显的改善；此外，临界流一般要求入口压力和背压之比大于2，这样又限制了其应用范围。

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足和缺陷设计并制造了一种用于高温高压下的流量调节阀一迷宫式高差压流量调节阀，该阀门不仅能满足工业过程中高温、高压工况下流体大压差及流量的准确调节，而且减小流体对阀门的冲蚀、降低了阀门的振动及噪声，从而增加阀门的运行寿命并提高阀门的工作性能。

本实用新型是这样来实现的：本阀门由阀体、阀芯、阀杆、密封与传动装置组成。其特征在于阀芯由若干个节流环与1个定位环焊接而成，每个节流环内设置2～12个沿圆周方向均布的小孔流道，而小孔流道由1～2层且每层有2～12个沿圆周方向均布的轴向孔与1～3排且每排中心位于同一圆周上的2～12个沿圆周方向均布的径向孔组成，轴向孔的轴线与径向孔的轴线位于沿圆周方向均布的2～12个幅射平面内，即轴向孔与径向孔钻通。每个节流环的内圆设置1～2个迷宫槽。若干个节流环与定位环对齐后进行焊接，构成整体式结构。各节流环内的2～12个对称均布的小孔流道共同构成阀芯的阶梯状曲折流道，曲折流道的孔径沿流体流动方向渐变。阀杆与阀芯间为迷宫式密封结构，阀杆端部为弧形锥状曲面，杆身呈圆柱状。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：漏流小，流阻系数大，高压降下的流速低：流体在阀芯内流速均匀，阀门降压能力强，流量和开度的特性曲线的线性关系好，因此流量的调节性能好；阀门的固有调节范围广，可工作于较宽的压降范围；流体对阀门的冲蚀小，引起的阀门振动与噪声均很小，因此本阀门无需采用高性能材料，提高了运行寿命，改善了阀门工作性能，降低了制造成本；针对不同工况和不同介质，可通过改变节流环个数、流道孔径大小及阀杆端部的弧形锥状曲面，方便地设计出满足设计要求的阀门。

附图1为GYT高温高压差调节阀。

附图2为本实用新型的结构示意图。

附图3为本实用新型位于截止状态时，阀芯与阀杆间的结构示意图。

附图4为本实用新型位于中间工作状态时，阀芯与阀杆间的结构示意图。

附图5为本实用新型附图4中的A-A剖视图。

下面结合图2、图3、图4、图5详细说明本实用新型的结构、技术特征及工作过程。如图2所示，本实用新型由阀体[1]、阀芯[2]、阀杆[3]、密封[4]与传动装置[5]组成。如图3所示，阀芯[2]由若干个节流环[6]、[7]、[8]、[9]、[10]与1个定位环[11]焊接而成。每个节流环内设置2～12个对称均布的小孔流道[12]。如图5所示，小孔流道[12]由1～2层且每层有2～12个沿圆周方向均布的径向孔[15]与1～3排且每排中心位于同一圆周上的2～12个沿圆周方向均布的轴向孔[16]组成，径向孔[15]的轴线与轴向孔[16]的轴线位于沿圆周方向均布的2～12个幅射平面内，即径向孔[15]与轴向孔[16]钻通。每个节流环的内圆设置1～2个迷宫槽[13]。若干个节流环与定位环对位焊接成一个整体，各节流环内的2～12个对称均布的小孔流道[12]共同构成阀芯的阶梯状曲折流道[14]，曲折流道[14]的孔径沿流体流动方向渐变。阀杆[3]置于阀芯[2]中央，两者间为迷宫式密封结构[13]，阀杆[3]的端部设计为弧形锥状曲面，杆身呈圆柱状。

本实用新型的工作过程如下：如图3所示，当阀杆[3]插入节流环[6]内并堵住节流环[6]时，阀门处于截止状态。如图4所示，当阀杆[3]后退时，流体进入阀芯，流量由零逐渐增大，流体经节流环[6]中的几个转弯后流出节流环[6]并进入节流环[7]，再经节流环[7]中的几个转弯后流出节流环[7]并进入节流环[8]，如此这般，流体依次经过节流环[6]、[7]、[8]、[9]、[10]及定位环[11]后，流出阀芯，由于流体的运动路线曲曲折折，因此流体压力降低；当阀杆进一步后退时，流量由小逐渐变大，流体由最靠近阀杆端部的未被阀杆堵住的节流环的流道进入被阀杆堵住的节流环所构成的曲折流道，然后流出阀芯，此时流体的压力进一步下降。当阀杆端部退至定位环[11]时，阀门处于全开状态。通过本实用新型的传动装置[5]调节阀杆[3]的运动位置可调节其出口流量与出口压力使之满足工作要求。

实施例：

本实用新型实施例用于高温、高压、高压差下的汽水两相流的流量调节，工作压力小于16MPa，入口干度小于0.9，压降小于4MPa，流量调节范围为3000～11000kg/h，工作行程为162mm。

本实用新型实施例的阀芯[2]由5个节流环与1个定位环焊接而成。每个节流环内设置了8个对称均布的小孔流道。每个小孔流道由1～2层且每层有8个沿圆周方向均布的径向孔与1～3排且每排中心位于同一圆周上的8个沿圆周方向均布的轴向孔组成，径向孔的轴线与轴向孔的轴线位于沿圆周方向均布的8个幅射平面内，也就是说，径向孔与轴向孔钻通。每个节流环的内圆设置1～2个迷宫槽。5节流环与1个定位环对位后焊接，各节流环内的8个对称均布的小孔流道共同构成阀芯的阶梯状曲折流道，曲折流道的孔径沿流体流动方向渐变。阀杆与阀芯间为迷宫式密封结构，阀杆的端部为圆锥面加椭圆锥面，杆身呈圆柱状。

Claims

1．一种迷宫式高差压流量调节阀，由阀体、阀芯、阀杆、密封与传动装置组成，其特征在于：阀芯由若干个节流环与1个定位环焊接而成，每个节流环内设置2～12个对称均布的小孔流道，每个小孔流道由1～2层且每层有2～12个沿圆周方向均布的径向孔与1～3排且每排中心位于同一圆周上的2～12个沿圆周方向均布的轴向孔组成，径向孔的轴线与轴向孔的轴线位于沿圆周方向均布的2～12个幅射平面内，即径向孔与轴向孔钻通，每个节流环的内圆设置1～2个迷宫槽，若干个节流环与定位环对位焊接后，各节流环内的2～12个对称均布的小孔流道共同构成阀芯的阶梯状曲折流道，曲折流道的孔径沿流体流动方向渐变，阀杆与阀芯间为迷宫式密封结构，阀杆端部为弧形锥状曲面，杆身呈圆柱状。