[發(fā)明專利]能夠防止氣蝕的高壓差控制閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780052487.6
• 申請日: 2007-08-01
• 公開（公告）號: CN101663526A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翁劍剛;河合龍彌
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社巴技術(shù)研究所
• 主分類號: F16K47/02
• 分類號: F16K47/02;F16K1/22
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭曉東;馬少東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在流體流通的配管的路徑上配設(shè)的用于防止氣蝕(cavitation)的氣蝕遮斷器(cavitation?breaker)，特別涉及氣蝕遮斷器由具有氣蝕抑制性且具有在高壓差及高流速下的流量控制性以及壓力控制性的偏心蝶閥，和配置在該偏心蝶閥的下游緊接著的位置上的具有氣蝕防止性的氣蝕防止體構(gòu)成的能夠防止氣蝕的高壓差控制閥。?

背景技術(shù)

對于配設(shè)在用于使流體流動的配管的路徑上通常的閥，在用于液相流體的情況下，當(dāng)該閥的上游側(cè)與下游側(cè)的壓差變大時，閥的下游側(cè)緊接著的位置的壓力降低，易于低至飽和蒸氣壓以下，由此易于發(fā)生氣蝕。在變?yōu)轱柡驼魵鈮阂韵碌谋环Q為縮流面(vena?contracta)的壓力降低點的下游區(qū)域中發(fā)生氣蝕，產(chǎn)生氣蝕氣泡，并且在閥的下游區(qū)域該氣蝕氣泡破裂而產(chǎn)生沖擊壓，從而產(chǎn)生噪音和振動，而且也往往對閥主體內(nèi)表面或者配管造成損傷。特別是配設(shè)在配管的路徑上的閥是蝶閥或者球閥的情況下，由于使用這些閥時的壓力恢復(fù)大等，從而上述那樣的氣蝕現(xiàn)象更加明顯。?

配設(shè)在配管的路徑上的閥具有各種類型，作為一般對流量和壓力進行控制的控制閥，通過閥對流下的流體的流動施加阻力，能夠控制其流量和下游側(cè)的壓力。在流體通過閥時，在閥部產(chǎn)生縮流部，在緊接著閥的位置成為收縮最大的縮流，從而在該區(qū)域中的流速變快，且該區(qū)域中的壓力降低。而且，例如在使用蝶閥的情況下，在閥體下游側(cè)的面附近產(chǎn)生渦流，在渦流的漩渦內(nèi)部還產(chǎn)生低壓部，從而形成易于發(fā)生氣蝕的狀況。另外，閥的上游側(cè)和下游側(cè)的壓差越大，即閥的上游側(cè)和下游側(cè)越是高壓差，壓力降低點的壓力降低量越大，從而更加難以抑制氣蝕的發(fā)生和控制流量特性。?

關(guān)于氣蝕公知有，即使壓差相同，由于閥種類或者閥結(jié)構(gòu)的不同，縮流面處的壓力降低量也不同，壓力恢復(fù)難的閥不易發(fā)生氣蝕。壓力恢復(fù)是由被稱為壓力恢復(fù)系數(shù)的閥固有的值規(guī)定的，該值越大越不易發(fā)生氣蝕。例如，?對于該值，截止閥(globe?valve)的壓力恢復(fù)系數(shù)約為0.8，蝶閥的壓力恢復(fù)系數(shù)約為0.65，球閥的壓力恢復(fù)系數(shù)約為0.55，與蝶閥和球閥相比，截止閥不易發(fā)生氣蝕。?

因此，以往為了抑制氣蝕經(jīng)常采用的手段是選擇壓力恢復(fù)系數(shù)值大的閥類，進而在該閥類中也選擇為了獲得更好的控制性而設(shè)計的壓力恢復(fù)系數(shù)值大的閥。另外，在用于抑制氣蝕的手段中能夠列舉例如本申請人公開的專利文獻1的技術(shù)。專利文獻1的技術(shù)通過在中心型蝶閥的閥體表面的規(guī)定位置設(shè)置多個梳齒，使流體變?yōu)榧毜膰娚淞鳎瑥亩拱l(fā)生在閥體的下游側(cè)的氣蝕分散，并且抑制氣蝕的生長。?

另外，作為抑制氣蝕發(fā)生的手段，如專利文獻2公開的那樣，同時設(shè)置球閥和多孔板，在通過球閥產(chǎn)生的壓力損失的基礎(chǔ)上，再加上通過多孔板產(chǎn)生的壓力損失，從而使壓力損失分散，由此抑制氣蝕。對于專利文獻2的閥，在球閥的內(nèi)部，在閥體的上游側(cè)和下游側(cè)這兩側(cè)或者其中任一側(cè)設(shè)置貫穿設(shè)置有多個能夠使流體流過的孔的流體緩沖部，由此具有耐氣蝕特性。?

另一方面，控制閥的作用是控制流量，其流量控制性取決于閥固有的流量特性。作為體現(xiàn)流量特性的手段具有固有流量特性，該固有流量特性以％表示閥前后的壓差恒定時的相對閥開度的流量，作為控制特性具有代表性的是在小的閥開度范圍體現(xiàn)出大的流量變化的快開(quick?open)特性、Cv值和閥開度成正比例變化的Cv線性特性或者流量％與閥開度％成對數(shù)關(guān)系變化的等百分比(equal?percentage)特性等，因閥的結(jié)構(gòu)的不同而差異大。例如，通常的中心型蝶閥的固有特性是在閥開度60°以下顯示等百分比特性、偏心蝶閥的固有特性是體現(xiàn)在閥開啟時流量暫時變多的快開特性且能夠控制的范圍變窄，因此需要按照使用用途選擇具有適合的特性的閥。固有流量特性是閥前后的壓差恒定情況下的特性，但在實際的配管線上，根據(jù)離心泵的噴出壓與流量的關(guān)系和二次配管狀況，閥前后的壓力和流量發(fā)生變化。將這種表示相對實際閥開度的流量的特性稱為實際流量特性。其中，在考慮閥的代表特性的情況下，經(jīng)常使用離心泵的特性表示具有代表性的實際流量特性(下面僅稱為實際流量特性)。?

Cv線性特性是在使閥的閥壓差恒定的條件下，流過該閥的流體的流量％與閥開度％成正比的性質(zhì)，在固有流量特性的情況下呈直線性，在實際流量?特性的情況下變?yōu)樯贤剐偷那€性。在考慮相對閥開度％的流量％時，在閥開度小的范圍內(nèi)流量變化大，而在閥開度大的范圍內(nèi)流量變化穩(wěn)定而控制性提高。由此，Cv線性特性好的閥在需要真正的線性的情況下，適于作為例如像水庫和蓄水池那樣的水位恒定的大容器的主閥。另外，適于配管阻力小于閥的阻力的情況。?