一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀制造技术

本发明专利技术公开了涉及调节阀领域，具体为一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀，包括阀体、阀杆、调节器、阀芯，阀体包括壳体和设置在壳体内弯折的隔层，隔层将壳体分隔为进出流道，隔层中间位置设置竖直方向的主过流孔，阀杆竖直安装在阀体上部，阀杆底部连接阀芯，阀芯直对主过流孔，调节器设置在阀体上端并连接阀杆上端；阀芯中央设置圆柱形辅助过流流道，阀芯内辅助过流流道带有螺旋过流结构，阀芯内辅助过流流道晚于主过流孔关闭、阀芯内辅助过流流道早于主过流孔开启。通过在阀芯内设置额外螺旋辅助过流通道用作调节阀小流量过流的通道，让空化发生的流量范围内液体只在阀芯内过流，空化产生的气泡被排挤到弹簧孔中央空旷位置，防止气蚀损害。防止气蚀损害。防止气蚀损害。

【技术实现步骤摘要】
一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀


[0001]本专利技术涉及调节阀
，具体为一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀。

技术介绍

[0002]工业管路上需要用到大量的阀门，对于液体输送工艺段上，气蚀和水锤是需要防范的两种情况，其中，气蚀多发生在液体增压做功泵的叶轮处，水锤一般发生在主管路的通断阀前。现有技术中，对于泵位置的防气蚀和阀位置的防水锤有较为成熟的结构设计，防止损害发生。
[0003]但是，对于蒸汽凝结水输送管道上的调节阀位置处，也是可能发生气蚀的位置，气蚀主要是液体在特定条件下发生空化形成一簇簇气泡，气泡在向后流动过程中压力升高后溃灭，在金属壁面附近的溃灭产生冲击波损伤金属表面，引起结构失效，蒸汽凝结水为高温水，约一般为70~85度，以80度凝结水为例，80度水对应饱和蒸汽压为47.4kPa，凝结水在阀门处流动的绝对压力只要降到该压力值以下，就会产生空化作用，水流动时，总压包括速度部分和绝对压力部分， 流速越大则绝对压力越小，越靠近空化发生条件，而调节阀内的过流位置处，常通过阀芯与阀体构成的环形节流间隙来调整过流压降，调整出口压力稳定，在需要减小出口压力时，阀芯下移减小阀门开度，过流间隙较小，尽管因为节流导致流量减小，但过流面积的减小更多，在小流量工况时（阀门口径对应流量使用范围的前10%），环形间隙处的流速是较大的，随着开度进一步调小，流量降速更快，流速才随之降低，但此时已经到微流量工况（阀门口径对应流量使用范围的前0.5%），即使发生空化，气泡数量也很少，危害度不大，小流量时发生的空化是最需要防止气蚀发生的阶段，此阶段内，气泡数量足以引起较大程度的金属壁面损伤，而且，现有技术的调节阀一般都是只有一个环形间隙的过流通道，而该环形间隙也是阀门全闭时的密封面，如果小流量时气蚀发生，密封面受损，则该阀门的基本调节功能就会受到影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀，包括阀体、阀杆、调节器、阀芯，阀体包括壳体和设置在壳体内弯折的隔层，隔层将壳体分隔为进流道和出流道，隔层中间位置设置竖直方向的主过流孔，阀杆竖直安装在阀体上部，阀杆底部连接阀芯，阀芯直对主过流孔，调节器设置在阀体上端并连接阀杆上端；阀芯中央设置圆柱形辅助过流流道，阀芯内辅助过流流道带有螺旋过流结构，阀芯内辅助过流流道晚于主过流孔关闭、阀芯内辅助过流流道早于主过流孔开启；主过流孔用作调节阀在自身流量范围内10%~100%的过流，所述辅助过流流道在调节阀全闭时才行关闭。
[0006]进流道接入进流的蒸汽凝结水，主过流孔和阀芯之间的间隙是大流量（即与小流量相对应的流量范围，阀门口径对应流量使用范围的后10%~100%）下的主过流通道，在大流量工况下，有少部分的流量从辅助过流流道通过，随着阀杆下移，主过流孔和阀芯之间间隙先行关闭，小流量时的流量全部从阀芯中央通过，小流量从阀芯内辅助过流流道内前进，前进过程中被施加螺旋速度，旋转起来的液体，在发生空化作用时，气泡簇也是被离心旋转的水体排挤处于上升通道的中心线上，气泡密度远小于液态水，所以，离心运动的水
‑
气泡混合物中，会堆积到离心运动范围的外侧，而气泡则被排挤聚集到螺旋上升路径的中心线上，类似水中的一个旋涡，旋涡的中心位置聚集气泡、空腔，被旋涡束缚的气泡不会离开旋涡中心线，在本申请中，气泡的破裂不发生在金属表面附近，防止气蚀发生，主过流孔只在调节阀通过大流量时才打开，并且主过流孔和阀芯之间的间隙只有大间隙过流大流量的情况，不存在小间隙过流大流量的情况，而小间隙过流大流量是容易发生空化作用的时机，让这种过流工况全部在阀芯内进行，通过圆柱形上升通道来将空化产生的气泡约束在中央位置，远离金属壁面，减小气蚀情况。
[0007]阀芯包括芯块、弹簧，阀杆包括杆身、牵引环和压柱，杆身竖直安装在阀体上部，杆身下端设置压柱，杆身与压柱交界位置上设置凸起的牵引环，芯块中央设置内腔，芯块上部设置连接芯块外表面和内腔的出流孔，芯块上部中央设置杆孔，内腔朝下的内壁上设置竖直的弹簧孔，弹簧孔延伸到芯块下表面，弹簧孔下端具有限位用止口，杆身与杆孔滑动安装，牵引环外径大于杆孔，弹簧放置在弹簧孔内，弹簧下端抵住止口，弹簧上端被压柱顶紧，弹簧孔带有锥度，锥尖朝下。
[0008]弹簧孔内放置弹簧，阀杆连接到阀芯内，弹簧两端分别被止口和压柱挤压，阀杆从上往下运动时，在芯块与隔层接触前，弹簧处于最小压缩状态，阀杆继续下移调小本阀门开度时，芯块先与隔层接触关闭主过流孔，弹簧孔加内腔加出流孔作为阀芯的辅助过流通道，水流从弹簧孔进入后，被弹簧导向而带上一定的圆周速度，空化发生后的气泡簇被旋转水体挤压而聚集到弹簧孔中间位置然后向上运动，弹簧孔的锥度a
°
保证了只有弹簧孔进口位置发生空化作用，在弹簧孔后续的扩张中，压力略微升高而气泡不再生成甚至直接是在弹簧孔中心线的后半段上进行气泡溃灭，防止后续气泡转移到金属表面而引起气蚀，阀杆继续向下运动持续压缩弹簧，减小弹簧孔的过流面积而减小本阀门开度，在最终时刻，阀杆处于下位移极限时，即阀杆将阀芯下推封堵主过流孔后，阀杆进一步下移让弹簧在弹簧孔内处于最大压缩状态，阀杆无法进一步下压时，对应阀芯也被完全关闭的情况，本阀门此时开度为零，在阀门重新开启时，阀杆上移，首先释放弹簧，阀芯内的过流打开，进行过流作业，之后在阀杆上移到牵引环勾住杆孔时，阀杆的进一步上移才会带动芯块上移而打开主过流孔，此时本阀门进入大开度大流量状态，不易发生空化状况，不会损伤主过流孔处的主流道密封垫等结构。
[0009]弹簧的截面为扁平形状，弹簧外径小于弹簧孔内径。
[0010]扁形的弹簧在展开时与圆柱弹簧无异，扁平截面的弹簧压缩充分时，成为一个厚壁的圆柱筒状，所以，在弹簧压缩起始时，弹簧孔内有较大的过流空间，随着压缩的持续，弹
簧孔内过流空间减少的较快，并且，过流空间的减少是展开到整个弹簧空间内的，不是某一具体过流面积的减少，弹簧孔内在小流量时发生的空化作用是最需要防止演化为气蚀的情况，而弹簧压缩程度较大，弹簧孔内过流空间减小，空化作用变强，但此时流量进一步减小带来了气泡数量的减少，整体上的气泡量是朝向减少的趋势进行的，即，弹簧压缩过程中，空化产生的气泡数量先增大后减少，直至弹簧被全部压缩，压柱封堵弹簧的上方中央位置出流，阀芯的辅助过流通道全部堵死，调节阀进入全闭状态，弹簧被压缩程度越大，其螺旋延伸部分倾斜度越小，为过流的液体带上的旋转速度越大，离心作用越显著，气泡也就越被离心运动的水体排挤到弹簧孔中央位置。弹簧孔的锥度a
°
不能很大，不然在弹簧伸展与压缩过程中不好与弹簧孔内表面充分贴紧，弹簧孔中除去被弹簧占据的空间外，其余的全是过流空间，与止口靠近的一端过流面积小，远离止口的一端有较大的过流面积，可以通过让弹簧内径带锥度来实现，也是带上锥尖朝下的锥度，弹簧外径和弹簧孔内表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀，其特征在于：所述调节阀包括阀体（1）、阀杆（2）、调节器（3）、阀芯（4），所述阀体（1）包括壳体和设置在壳体内弯折的隔层（11），所述隔层（11）将壳体分隔为进流道（12）和出流道（13），所述隔层（11）中间位置设置竖直方向的主过流孔（111），所述阀杆（2）竖直安装在阀体（1）上部，阀杆（2）底部连接阀芯（4），所述阀芯（4）直对主过流孔（111），所述调节器（3）设置在阀体（1）上端并连接阀杆（2）上端；所述阀芯（4）中央设置圆柱形辅助过流流道，阀芯（4）内辅助过流流道带有螺旋过流结构，阀芯（4）内辅助过流流道晚于主过流孔（111）关闭、阀芯（4）内辅助过流流道早于主过流孔（111）开启；所述主过流孔（111）用作调节阀在自身流量范围内10%~100%的过流，所述辅助过流流道在调节阀全闭时才行关闭。2.根据权利要求1所述的一种防气蚀的具有平衡压力功能的调节阀，其特征在于：所述阀芯（4）包括芯块（41）、弹簧（42），所述阀杆（2）包括杆身（21）、牵引环（22）和压柱（23），所述杆身（21）竖直安装在阀体（1）上部，杆身（21）下端设置压柱（23），杆身（21）与压柱（23）交界位置上设置凸起的牵引环（22），所述芯块（41）中央设置内腔（411），所述芯块（41）上部设置连接芯块（41）外表面和内腔（411）的出流孔（412），所述芯块（41）上部中央设置杆孔（413），所述内腔（411）朝下的内壁上设置竖直的弹簧孔（414），所述弹簧孔（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄益华，张祺午，葛剑，郝刚，
申请(专利权)人：艾肯江苏工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：