[發(fā)明專(zhuān)利]迷宮式多級(jí)降壓防氣蝕調(diào)節(jié)球閥

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510071005.8
• 申請(qǐng)日: 2015-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104676098A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳彥;史強(qiáng)修;何甜庭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫智能自控工程股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16K47/06
• 分類(lèi)號(hào): F16K47/06;F16K5/08;F16K5/06
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;徐永雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球閥，具體地說(shuō)是一種具有迷宮式閥球結(jié)構(gòu)的多級(jí)降壓防氣蝕調(diào)節(jié)球閥，屬于流體控制閥技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管線(xiàn)中的液體介質(zhì)流經(jīng)閥門(mén)的節(jié)流斷面時(shí)，流速升高、靜壓降低，當(dāng)介質(zhì)從節(jié)流斷面直至閥門(mén)出口的靜壓降低到等于或低于該介質(zhì)在閥入口溫度下的飽和蒸氣壓，部分液體就會(huì)汽化成氣體，閥內(nèi)形成氣液兩相共存的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“閃蒸”。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理，可以用如下公式判定閃蒸現(xiàn)象：

P₁-P₂＝F_L²(P₁-P_c)

P₁-入口壓力；

P₂-出口壓力；

F_L-壓力損失系數(shù)；

P_c-節(jié)流斷面流速速度最高點(diǎn)處的靜態(tài)壓力；

P_v-所述液體的飽和蒸氣壓；

當(dāng)P₁-P₂≥F_L²(P₁-P_V)時(shí)，液體流經(jīng)節(jié)流斷面就會(huì)出現(xiàn)閃蒸，此時(shí)閥腔內(nèi)將產(chǎn)生大量氣泡。如果閥后壓力P₂不是保持在飽和蒸汽壓P_v以下，而是在節(jié)流斷面之后又驟然上升，閃蒸產(chǎn)生的氣泡就會(huì)受壓破裂并回歸液態(tài)，這個(gè)過(guò)程就是空化作用。產(chǎn)生空化作用時(shí)，閃蒸產(chǎn)生的氣泡相繼爆裂，大量氣泡爆裂產(chǎn)生的所有能量集中在破裂點(diǎn)上，形成極大的沖擊力，而破裂點(diǎn)如果剛好靠近閥門(mén)或管道內(nèi)壁，沖擊力會(huì)在材料表面侵蝕出許多密密麻麻的小孔，再漸漸擴(kuò)大成洞穴，最終慢慢撕裂材料表面，這就是流體的“氣蝕”現(xiàn)象。氣蝕在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中會(huì)帶來(lái)一些顯著的危害：

1、加快對(duì)材料的腐蝕。正常情況下金屬材料表面會(huì)形成一層薄薄的保護(hù)膜，一定程度上保護(hù)材料免遭腐蝕，而氣蝕現(xiàn)象會(huì)在非常短的時(shí)間內(nèi)將保護(hù)膜破壞，使介質(zhì)對(duì)材料的腐蝕速度加快；

2、產(chǎn)生噪音。閃蒸所形成的大量氣泡在短時(shí)間內(nèi)相繼爆裂，形成了頻率較寬的噪音，不僅影響著現(xiàn)場(chǎng)工作人員的身心健康，也對(duì)周?chē)用竦纳瞽h(huán)境造成嚴(yán)重危害；

3、造成強(qiáng)烈振動(dòng)。大量氣泡爆裂產(chǎn)生持續(xù)的高頻振動(dòng)，容易引起現(xiàn)場(chǎng)管道及其它設(shè)備的強(qiáng)烈共振，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致設(shè)備故障，造成重大安全事故。

在已有技術(shù)所能提供的解決方案中，通常選用迷宮式套筒調(diào)節(jié)閥或多段式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥等閥門(mén)應(yīng)對(duì)氣蝕工況，但是由于直行程閥門(mén)所具有的結(jié)構(gòu)特征，使得其仍存在流通能力小、流阻大、體積笨重等缺點(diǎn)，很大程度上制約著產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種迷宮式多級(jí)降壓防氣蝕調(diào)節(jié)球閥，其結(jié)構(gòu)巧妙、設(shè)計(jì)合理，適用于高壓差、易氣蝕的苛刻工況，能夠從根本上避免氣泡產(chǎn)生，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案：迷宮式多級(jí)降壓防氣蝕調(diào)節(jié)球閥，包括閥體、調(diào)節(jié)型閥座和閥球，所述閥體上設(shè)有閥進(jìn)口和閥出口，所述閥進(jìn)口和閥出口的內(nèi)端分別設(shè)有閥座安裝臺(tái)，每個(gè)閥座安裝臺(tái)安裝一個(gè)調(diào)節(jié)型閥座，兩個(gè)調(diào)節(jié)型閥座180度對(duì)稱(chēng)且同軸布置，所述閥球設(shè)置在閥體內(nèi)腔中并裝在兩個(gè)調(diào)節(jié)型閥座之間，閥球表面與調(diào)節(jié)型閥座相配合；其特征在于：所述閥球?yàn)槊詫m式閥球，迷宮式閥球上的流道主要是由數(shù)個(gè)相互獨(dú)立的迷宮孔組成。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)型閥座中心設(shè)有調(diào)節(jié)窗口。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)窗口面向迷宮式閥球的一側(cè)為球形面。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)球閥還包括支撐環(huán)、碟形彈簧和密封件，所述支撐環(huán)和碟形彈簧安裝在閥體內(nèi)的閥座安裝臺(tái)上，碟形彈簧一側(cè)與閥體接觸，另一側(cè)與支撐環(huán)接觸；所述密封件裝在調(diào)節(jié)型閥座上并一起安裝在閥體內(nèi)，密封件在閥體與調(diào)節(jié)型閥座之間形成密封。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述密封件采用石墨填料。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)、本發(fā)明中的閥球?yàn)槊詫m式閥球，高壓介質(zhì)流經(jīng)迷宮式閥球時(shí)，其壓差在迷宮孔內(nèi)被多次降低，每一級(jí)所產(chǎn)生的壓降均不足以形成閃蒸，從根本上消除了氣蝕現(xiàn)象；

(2)、本發(fā)明中的閥球流道相對(duì)較長(zhǎng)，為在迷宮孔中設(shè)置更多降壓級(jí)數(shù)創(chuàng)造了條件，使得本發(fā)明降壓等級(jí)達(dá)到36級(jí)甚至更高，可以適用于更大壓差；

(3)、本發(fā)明中的調(diào)節(jié)窗口設(shè)置在調(diào)節(jié)型閥座上而不是在閥球上，僅需更換不同的閥座即可獲得多種不同的流量特性；