多级降压高压差调节阀设计

多级降压高压差调节阀设计

1 概述

多级降压高压差调节阀用于精确控制高温、高压、高压差以及含有固体颗粒流体的流量和压力。该阀综合了普通式、多孔式和迷宫式低噪音调节阀的优点，能防止液体空化产生汽蚀，减小了高速流体对阀内件的冲刷，降低噪音。 2 结构和工作原理

多级降压高压差调节阀按阀芯结构可分为平衡型和不平衡型2种。 图1为不平衡型阀芯结构。由于阀芯受不平衡力作用，因此克服高压差时需要较大的执行机构输出力。该阀内件为金属刚性结构，单个流体通道的流通截面积较大，且多级阀芯每个台阶处的刃口与套筒上的窗口在阀关闭时有剪切作用，故适合于对高温流体及含有固体颗粒或结晶体介质的控制。

图2为平衡型阀芯结构。多级阀芯上开有平衡孔，利用平衡密封环阻止平衡孔内流体外漏。阀芯上下受均压作用，阀芯动作时只需克服平衡密封环及填料等处的摩擦力，因此配较小的执行机构就能承受很高的压差。

阀门工作时(图3)，流体沿平行于多级阀芯及套筒轴线方向向上流动，通过多级阀芯的台阶及平均排列在套筒上的矩形窗口多级节流，使高压降沿阀芯轴线方向平均分布，有效控制了流体的速度，从而起到降低噪音和防止液体空化的作用。极大地提高了阀门在苛刻工况条件下的使用寿命。

3 性能分析

多级降压高压差调节阀的公称压力为ANSI600Lb、900Lb、1500Lb和2500Lb，其流量特性如图4所示。在阀行程的0～12%之间，流量近似为0，而后流量直线上升，为标准直线特性。这是考虑到阀门在启闭和小流量开度时，高压差全部集中在阀芯和阀座的密封面上，高速流体会对密封面造成严重冲刷，甚至产生空化气蚀。为了保护阀内件不受损坏，提高阀门的使用寿命，特设计12%以下的行程为空行程(图5)，即阀芯和阀座开启行程低于12%时，套筒上的窗口并未打开，当行程大于12%时，套筒窗口才开始降压节流，对流体进行精确平稳地控制。