[發明專利]孔板式防空化、降噪高壓差調節球閥

在審

• 申請號: 201810144343.3
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108167468A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 孫濤;尚海泉;陳彥;盛子燁
• 申請（專利權）人: 無錫智能自控工程股份有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20;F16K47/04;F16K47/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本發明屬于流體控制閥技術領域，涉及一種球閥，具體地說是一種孔板式防空化、降噪高壓差調節球閥，包括閥體，所述閥體上同軸設置兩個呈180度對稱的調節型閥座，閥體內腔對應于兩個調節型閥座之間配合設置閥球，閥球表面與調節型閥座形成球面接觸密封副，閥球與傳動軸相連接；閥球的流道中設有多層降壓孔板，每層所述降壓孔板上均設有呈蜂窩狀同心圓周分布的孔，相鄰兩塊降壓孔板上的孔相互錯位排布。該球閥結構巧妙、設計合理，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生，保證設備安全、穩定、高效運行。

技術領域

本發明屬于流體控制閥技術領域，涉及一種球閥，具體地說是一種孔板式防空化、降噪高壓差調節球閥。

背景技術

工業控制系統中以溫度、壓力、流量等工藝參數作為被控制變量以實現自動控制。控制閥在壓力、流量等工藝參數的控制過程中具有優異的精確性，常被廣泛應用，隨著自動化過程的不斷提高，高溫、高壓苛刻的工況越來越常見，進而對控制閥性能的要求也在不斷的提高。但是控制閥在高壓流體控制中易出現沖刷、閃蒸、和空化的現象，這不但影響控制閥的選擇計算，還會引起噪音、振動甚至閥門的損壞，大大縮短控制閥的使用壽命，降低其可靠性，進而引起工業系統裝置生產效率大幅下降，嚴重時可能導致整個過程控制系統完全癱瘓，造成巨大的經濟損失，因此這是一個不可忽視的問題。

管線中的液體介質流經閥門的節流斷面時，流速升高、靜壓降低，當介質從節流斷面直至閥門出口的靜壓降低到等于或低于該介質在閥入口溫度下的飽和蒸氣壓，部分液體就會汽化成氣體，出現閃蒸現象，此時閥腔內將產生大量氣泡。如果閥后壓力不是保持在飽和蒸汽壓以下，而是在節流斷面之后又驟然上升，閃蒸產生的氣泡就會受壓破裂并回歸液態，產生空化作用。產生空化作用時，閃蒸產生的氣泡相繼爆裂，大量氣泡爆裂產生的所有能量集中在破裂點上，形成極大的沖擊力，而破裂點如果剛好靠近閥門或管道內壁，沖擊力會在材料表面侵蝕出許多密密麻麻的小孔，再漸漸擴大成洞穴，最終慢慢撕裂材料表面，進而發生流體的“氣蝕”現象。氣蝕在工業過程控制系統中會帶來一些顯著的危害：

1、閥門損壞：空化現象造成的氣蝕對閥門中金屬材料尤其是閥體、閥芯、閥座破壞極其嚴重，大多數金屬材料暴露在空氣中被氧化，表面會形成一層薄薄的氧化物保護膜，一定程度上保護材料免遭腐蝕，而氣蝕現象會在非常短的時間內將保護膜破壞，使介質對材料的腐蝕速度加快；

2、噪音：閃蒸所形成的大量氣泡在短時間內相繼集中爆裂，形成了頻率較寬的噪音，不僅影響設備的正常使用，還影響著現場工作人員的身心健康，也對周圍居民的生活環境造成嚴重危害；

3、振動：大量氣泡集中爆裂使閥門在垂直和水平方向產生劇烈高頻振動，容易引起現場管道及其它設備的強烈共振，加速了管道和閥門的機械磨損，嚴重時甚至導致設備故障，造成重大安全事故。

在目前已有的對上述問題的解決方案中，大多選用多段式多級降壓調節閥或者迷宮式套筒調節閥等閥門來應對，但是由于直行程閥門所具有的結構特征，使得其仍存在流通能力小、流阻大、體積笨重等缺點，很大程度上制約著產品的應用范圍。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種孔板式防空化、降噪高壓差調節球閥，該球閥結構巧妙、設計合理，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生，保證設備安全、穩定、高效運行。

按照本發明的技術方案：一種孔板式防空化、降噪高壓差調節球閥，包括閥體，所述閥體上同軸設置兩個呈180度對稱的調節型閥座，閥體內腔對應于兩個調節型閥座之間配合設置閥球，閥球表面與調節型閥座形成球面接觸密封副，閥球與傳動軸相連接；其特征在于：閥球的流道中設有多層降壓孔板，每層所述降壓孔板上均設有呈蜂窩狀同心圓周分布的孔，相鄰兩塊降壓孔板上的孔相互錯位排布。

作為本發明的進一步改進，所述調節型閥座與閥體之間設有密封件、支撐環及蝶形彈簧。

作為本發明的進一步改進，所述密封件為耐高溫、耐腐蝕的柔性石墨填料或者成型石墨填料。