迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種球閥，具體地說是一種具有迷宮式閥球結構的多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，屬于流體控制閥技術領域。
【背景技術】
[0002]管線中的液體介質流經(jīng)閥門的節(jié)流斷面時，流速升高、靜壓降低，當介質從節(jié)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，閥內(nèi)形成氣液兩相共存的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“閃蒸”。根據(jù)流體動力學原理，可以用如下公式判定閃蒸現(xiàn)象:
[0003]P1-P2=Fl2(P1-Pc)
[0004]P1-入口壓力；
[0005]P2-出口壓力；
[0006]Fl-壓力損失系數(shù)；
[0007]Pc-節(jié)流斷面流速速度最高點處的靜態(tài)壓力；
[0008]Pv-所述液體的飽和蒸氣壓；
[0009]當P1-P2S F J(P1-Pv)時，液體流經(jīng)節(jié)流斷面就會出現(xiàn)閃蒸，此時閥腔內(nèi)將產(chǎn)生大量氣泡。如果閥后壓力匕不是保持在飽和蒸汽壓Pv以下，而是在節(jié)流斷面之后又驟然上升，閃蒸產(chǎn)生的氣泡就會受壓破裂并回歸液態(tài)，這個過程就是空化作用。產(chǎn)生空化作用時，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(nèi)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，這就是流體的“氣蝕”現(xiàn)象。氣蝕在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中會帶來一些顯著的危害:
[0010]1、加快對材料的腐蝕。正常情況下金屬材料表面會形成一層薄薄的保護膜，一定程度上保護材料免遭腐蝕，而氣蝕現(xiàn)象會在非常短的時間內(nèi)將保護膜破壞，使介質對材料的腐蝕速度加快；
[0011]2、產(chǎn)生噪音。閃蒸所形成的大量氣泡在短時間內(nèi)相繼爆裂，形成了頻率較寬的噪音，不僅影響著現(xiàn)場工作人員的身心健康，也對周圍居民的生活環(huán)境造成嚴重危害；
[0012]3、造成強烈振動。大量氣泡爆裂產(chǎn)生持續(xù)的高頻振動，容易引起現(xiàn)場管道及其它設備的強烈共振，嚴重時甚至導致設備故障，造成重大安全事故。
[0013]在已有技術所能提供的解決方案中，通常選用迷宮式套筒調節(jié)閥或多段式多級降壓調節(jié)閥等閥門應對氣蝕工況，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(chǎn)品的應用范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，其結構巧妙、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(chǎn)生，保證設備安全、穩(wěn)定、高效運行。
[0015]按照本實用新型提供的技術方案:迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，包括閥體、調節(jié)型閥座和閥球，所述閥體上設有閥進口和閥出口，所述閥進口和閥出口的內(nèi)端分別設有閥座安裝臺，每個閥座安裝臺安裝一個調節(jié)型閥座，兩個調節(jié)型閥座180度對稱且同軸布置，所述閥球設置在閥體內(nèi)腔中并裝在兩個調節(jié)型閥座之間，閥球表面與調節(jié)型閥座相配合；其特征在于:所述閥球為迷宮式閥球，迷宮式閥球上的流道主要是由數(shù)個相互獨立的迷宮孔組成。
[0016]作為本實用新型的進一步改進，所述調節(jié)型閥座中心設有調節(jié)窗口。
[0017]作為本實用新型的進一步改進，所述調節(jié)窗口面向迷宮式閥球的一側為球形面。
[0018]作為本實用新型的進一步改進，所述調節(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)的閥座安裝臺上，碟形彈簧一側與閥體接觸，另一側與支撐環(huán)接觸；所述密封件裝在調節(jié)型閥座上并一起安裝在閥體內(nèi)，密封件在閥體與調節(jié)型閥座之間形成密封。
[0019]作為本實用新型的進一步改進，所述密封件采用石墨填料。
[0020]本實用新型與已有技術相比，具有以下優(yōu)點:
[0021](I)、本實用新型中的閥球為迷宮式閥球，高壓介質流經(jīng)迷宮式閥球時，其壓差在迷宮孔內(nèi)被多次降低，每一級所產(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；
[0022](2)、本實用新型中的閥球流道相對較長，為在迷宮孔中設置更多降壓級數(shù)創(chuàng)造了條件，使得本實用新型降壓等級達到36級甚至更高，可以適用于更大壓差；
[0023](3)、本實用新型中的調節(jié)窗口設置在調節(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；
[0024](4)、本實用新型中調節(jié)窗口面向迷宮式閥球的一側設為球形面，調節(jié)窗口與閥球之間的貼合性較好，消除了傳統(tǒng)的套筒調節(jié)閥或先導調節(jié)閥開啟瞬間的間隙流，有利于減小調節(jié)死區(qū)；
[0025](5)、本實用新型中的迷宮式閥球與調節(jié)型閥座的組合可以實現(xiàn)更大的可調比，將已有技術中20?50:1的可調比提尚到150?200: 1，大大提尚了閥11的調節(jié)性能；
[0026](6)、本實用新型中的閥體與調節(jié)型閥座之間采用石墨填料密封，相比已有技術可以承受更高溫度，將閥門的適用最高溫度由250°C提高到了 500°C以上。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
[0028]圖2為圖1中迷宮式閥球的結構示意圖。
[0029]圖3為圖1中調節(jié)型閥座的結構剖視圖。
[0030]圖4為調節(jié)型閥座的立體結構示意圖。
[0031]圖5為迷宮孔多級降壓原理圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0033]如圖所示:實施例中的迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥主要由閥體1、調節(jié)型閥座2、閥球3、支撐環(huán)4、碟形彈簧5和密封件6等組成。
[0034]如圖1、圖2所示，所述閥體I上設有閥進口 Ia和閥出口 lb，所述閥進口 Ia和閥出口 Ib的內(nèi)端分別設有閥座安裝臺lc，每個閥座安裝臺Ic安裝一個調節(jié)型閥座2，兩個調節(jié)型閥座2180度對稱且同軸布置，所述閥球3設置在閥體I內(nèi)腔中并裝在兩個調節(jié)型閥座2之間，閥球3表面與調節(jié)型閥座2相配合；所述閥球3為迷宮式閥球3，迷宮式閥球3上的流道主要是由數(shù)個相互獨立的迷宮孔3a組成。
[0035]如圖1、圖3、圖4所示，本實用新型實施例中，所述調節(jié)型閥座2中心設有調節(jié)窗口 2a。并且調節(jié)窗口 2a可以根據(jù)需要加工成不同的流量特性。由于調節(jié)窗口 2a是設置在調節(jié)型閥座2上而不是在閥球3上，僅需更換不同閥座即可獲得多種不同的流量特性。
[0036]如圖3、圖4所示，本實用新型實施例中，所述調節(jié)窗口 2a面向迷宮式閥球3的一側為球形面。這樣調節(jié)窗口 2a與迷宮式閥球3之間的貼合性較好，消除了傳統(tǒng)的套筒調節(jié)閥或先導調節(jié)閥開啟瞬間的間隙流，有利于減小調節(jié)死區(qū)。
[0037]如圖1、圖2所示，本實用新型實施例中，所述支撐環(huán)4和碟形彈簧5安裝在閥體I內(nèi)的閥座安裝臺Ic上，碟形彈簧5 —側與閥體I接觸，另一側與支撐環(huán)4接觸；所述密封件6裝在調節(jié)型閥座2上并一起安裝在閥體I內(nèi)，密封件6在閥體I與調節(jié)型閥座2之間形成密封。所述密封件6優(yōu)選采用石墨填料。石墨填料可以承受更高溫度，能夠將閥門的適用最高溫度由250°C提高到了 500°C以上。
[0038]本實用新型的工作過程及工作原理如下:
[0039]如圖5所示，高壓介質從閥進口 Ia流入，經(jīng)調節(jié)型閥座2上的調節(jié)窗口 2a進入閥球3流道，當高壓介質流經(jīng)迷宮式閥球3時，其壓差在迷宮孔3a內(nèi)被多次、均勻降低，每一級所產(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。并且由于閥球3流道相對較長，這也為在迷宮孔3a中設置更多降壓級數(shù)創(chuàng)造了條件，使得本實用新型降壓等級達到36級甚至更高，可以適用于更大壓差。
【主權項】
1.迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，包括閥體(I)、調節(jié)型閥座(2)和閥球(3)，所述閥體(I)上設有閥進口( Ia)和閥出口( Ib )，所述閥進口( Ia)和閥出口( Ib )的內(nèi)端分別設有閥座安裝臺(lc)，每個閥座安裝臺(Ic)安裝一個調節(jié)型閥座(2)，兩個調節(jié)型閥座(2) 180度對稱且同軸布置，所述閥球(3)設置在閥體(I)內(nèi)腔中并裝在兩個調節(jié)型閥座(2)之間，閥球(3)表面與調節(jié)型閥座(2)相配合；其特征在于:所述閥球(3)為迷宮式閥球(3)，迷宮式閥球(3)上的流道主要是由數(shù)個相互獨立的迷宮孔(3a)組成。
2.如權利要求1所述的迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，其特征在于:所述調節(jié)型閥座(2)中心設有調節(jié)窗口(2a)。
3.如權利要求1所述的迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，其特征在于:所述調節(jié)窗口(2a)面向迷宮式閥球(3)的一側為球形面。
4.如權利要求1所述的迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，其特征在于:所述調節(jié)球閥還包括支撐環(huán)(4 )、碟形彈簧(5 )和密封件(6 )，所述支撐環(huán)(4 )和碟形彈簧(5 )安裝在閥體(I)內(nèi)的閥座安裝臺(Ic)上，碟形彈簧(5)—側與閥體(I)接觸，另一側與支撐環(huán)(4)接觸；所述密封件(6)裝在調節(jié)型閥座(2)上并一起安裝在閥體(I)內(nèi)，密封件(6)在閥體(I)與調節(jié)型閥座(2)之間形成密封。
5.如權利要求4所述的迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，其特征在于:所述密封件(6)采用石墨填料。
【專利摘要】本實用新型涉及迷宮式多級降壓防氣蝕調節(jié)球閥，包括閥體、調節(jié)型閥座和閥球，所述閥體上設有閥進口和閥出口，所述閥進口和閥出口的內(nèi)端分別設有閥座安裝臺，每個閥座安裝臺安裝一個調節(jié)型閥座，兩個調節(jié)型閥座180度對稱且同軸布置，所述閥球設置在閥體內(nèi)腔中并裝在兩個調節(jié)型閥座之間，閥球表面與調節(jié)型閥座相配合；其特征在于：所述閥球為迷宮式閥球，迷宮式閥球上的流道主要是由數(shù)個相互獨立的迷宮孔組成。本實用新型結構巧妙、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(chǎn)生，保證設備安全、穩(wěn)定、高效運行。
【IPC分類】F16K5-08, F16K47-06, F16K5-06
【公開號】CN204533795
【申請?zhí)枴緾N201520094499
【發(fā)明人】陳彥, 史強修, 何甜庭
【申請人】無錫智能自控工程股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年2月10日