能够防止气蚀的高压差控制阀制造技术

一种能够防止气蚀的高压差控制阀，制成即使阀体单体也具有气蚀抑制能力，且在从低开度至高开度的宽范围的阀开度下能够高精度地控制流量和压力，能够根据使用用途选择阀在中间开度下的流量特性的阀体形状，并且，通过将所述气蚀防止体和具有该阀体形状的阀体进行组合，在结构简单且小型的情况下能够更高度地防止气蚀，即使在高压差以及高流速的条件下也能够发挥高度的控制性。本发明专利技术的阀具有呈近似筒状的阀主体和配设在该阀主体的内部能够使该内部开闭的阀体，特征在于，在该阀体的全开状态下的下游紧接着的位置配设有用于防止气蚀的气蚀防止体，该气蚀防止体配设为，在该气蚀防止体的多个多孔板上等间距地形成有多个规定深度的孔，所述多个多孔板互相相隔适当的间隔，且大致平行于在该阀主体内流下的流体的流动方向，能够防止气蚀的发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在流体流通的配管的路径上配设的用于防止气蚀(cavitation) 的气蚀遮断器(cavitation breaker)，特别涉及气蚀遮断器由具有气蚀抑制性 且具有在高压差及高流速下的流量控制性以及压力控制性的偏心蝶阀，和配 置在该偏心蝶阀的下游紧接着的位置上的具有气蚀防止性的气蚀防止体构成 的能够防止气蚀的高压差控制阀。
技术介绍
对于配设在用于使流体流动的配管的路径上通常的阀，在用于液相流体 的情况下，当该阀的上游侧与下游侧的压差变大时，阀的下游侧紧接着的位 置的压力降低，易于低至饱和蒸气压以下，由此易于发生气蚀。在变为饱和 蒸气压以下的被称为縮流面(vena contracta)的压力降低点的下游区域中发 生气蚀，产生气蚀气泡，并且在阀的下游区域该气蚀气泡破裂而产生冲击压， 从而产生噪音和振动，而且也往往对阀主体内表面或者配管造成损伤。特别 是配设在配管的路径上的阀是蝶阀或者球阀的情况下，由于使用这些阀时的 压力恢复大等，从而上述那样的气蚀现象更加明显。配设在配管的路径上的阀具有各种类型，作为一般对流量和压力进行控 制的控制阀，通过阀对流下的流体的流动施加阻力，能够控制其流量和下游 侧的压力。在流体通过阀时，在阀部产生縮流部，在紧接着阀的位置成为收 缩最大的縮流，从而在该区域中的流速变快，且该区域中的压力降低。而且， 例如在使用蝶阀的情况下，在阀体下游侧的面附近产生涡流，在涡流的漩涡 内部还产生低压部，'从而形成易于发生气蚀的状况。另外，阀的上游侧和下 游侧的压差越大，即阀的上游侧和下游侧越是高压差，压力降低点的压力降 低量越大，从而更加难以抑制气蚀的发生和控制流量特性。关于气蚀公知有，即使压差相同，由于阀种类或者阔结构的不同，縮流 面处的压力降低量也不同，压力恢复难的阀不易发生气蚀。压力恢复是由被 称为压力恢复系数的阀固有的值规定的，该值越大越不易发生气蚀。例如，对于该值，截止阀(globevaWe)的压力恢复系数约为0.8，蝶阀的压力恢复 系数约为0.65，球阀的压力恢复系数约为0.55，与蝶阔和球阀相比，截止阀 不易发生气蚀。因此，以往为了抑制气蚀经常采用的手段是选择压力恢复系数值大的阀 类，进而在该阀类中也选择为了获得更好的控制性而设计的压力恢复系数值 大的阀。另外，在用于抑制气蚀的手段中能够列举例如本申请人公开的专利 文献1的技术。专利文献1的技术通过在中心型蝶阀的阀体表面的规定位置 设置多个梳齿，使流体变为细的喷射流，从而使发生在阀体的下游侧的气蚀 分散，并且抑制气蚀的生长。另外，作为抑制气蚀发生的手段，如专利文献2公开的那样，同时设置 球阀和多孔板，在通过球阀产生的压力损失的基础上，再加上通过多孔板产 生的压力损失，从而使压力损失分散，由此抑制气蚀。对于专利文献2的阀， 在球阀的内部，在阀体的上游侧和下游侧这两侧或者其中任一侧设置贯穿设 置有多个能够使流体流过的孔的流体缓冲部，由此具有耐气蚀特性。另一方面，控制阀的作用是控制流量，其流量控制性取决于阀固有的流 量特性。作为体现流量特性的手段具有固有流量特性，该固有流量特性以％ 表示阀前后的压差恒定时的相对阀开度的流量，作为控制特性具有代表性的 是在小的阀开度范围体现出大的流量变化的快开(quick open)特性、Cv值 和阀开度成正比例变化的Cv线性特性或者流量％与阀开度％成对数关系变化 的等百分比(equal percentage)特性等，因阀的结构的不同而差异大。例如， 通常的中心型蝶阀的固有特性是在阀开度60。以下显示等百分比特性、偏心 蝶阀的固有特性是体现在阀开启时流量暂时变多的快开特性且能够控制的范 围变窄，因此需要按照使用用途选择具有适合的特性的阀。固有流量特性是 阀前后的压差恒定情况下的特性，但在实际的配管线上，根据离心泵的喷出 压与流量的关系和二次配管状况，阀前后的压力和流量发生变化。将这种表 示相对实际阀开度的流量的特性称为实际流量特性。其中，在考虑阀的代表 特性的情况下，经常使用离心泵的特性表示具有代表性的实际流量特性(下 面仅称为实际流量特性)。Cv线性特性是在使阀的阀压差恒定的条件下，流过该阀的流体的流量％ 与阀开度％成正比的性质，在固有流量特性的情况下呈直线性，在实际流量6特性的情况下变为上凸型的曲线性。在考虑相对阀开度％的流量％时，在阀 开度小的范围内流量变化大，而在阀开度大的范围内流量变化稳定而控制性 提高。由此，Cv线性特性好的阀在需要真正的线性的情况下，适于作为例如 像水库和蓄水池那样的水位恒定的大容器的主阀。另外，适于配管阻力小于 阀的阻力的情况。与之相对，等百分比特性这一固有流量特性是相对阀开度的单位变化量 的流量变化与流量成对数关系的特性，呈下凸型的曲线性，但在实际流量特 性的情况下成近似正比例。在广泛使用的情况下，阀的控制性比较好，现有 的蝶阀大，多显示出接近等百分比特性的流量特性。等百分比特性好的阀通常 被广泛地'使用，适用于配管系统中压力变动大的情况下，适用于最大、最小的流量间的压差变化在3:1以上的情况。专利文献1: JP特开昭57-157866号公报； 专利文献2: JP特许昭61-256082号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1的具有气蚀抑制功能的蝶阀存在如下的问题，即，在阀开度 小的范围内，流体被形成在阀体表面上的多个梳齿分散为细的喷射流，从而 能够抑制气蚀，但在阀开度大的范围内，由于梳齿的效果减小，在形成高压 差和高流速的条件下气蚀抑制功能不足。另外，在专利文献2的具有流体缓冲部的阀中，其气蚀抑制能力取决于 流体缓冲部的能力。但是，存在即使将多孔板或者节流孔等的流体缓冲部设 置为多层，在高压差下也不能获得足够的气蚀抑制效果的问题，假如在将流 体缓冲部设置为非常多的多层的情况下也会产生设置部的大小变得非常大的 附加问题。而且，还存在获得作为阀的良好的控制特性的流量范围变窄的问 题。也就是说，按照上述说明，以往不存在在高压差下能够高精度地控制流 量和压力，并且能够防止发生气蚀的控制阀。另外，现有的中心型蝶阀存在在阀开度60。以下的范围内等百分比特性 比较好，而在高开度的情况下控制性差的问题，偏心蝶阀存在在低开度的阀 开度范围控制性差的问题，从而不存在显示出Cv线性特性好的流量特性的7蝶阀，和获得宽范围的控制性的蝶阀。本专利技术是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种小型(compact) 的气蚀抑制体，无论在什么样的阀体中，通过将所述小型的气蚀抑制体配设 在阀体的下游紧接着的位置就能够抑制气蚀。进而，本专利技术提供一种能够防止气蚀的高压差控制阀，关于配设在气蚀 防止体的上游紧接着的位置上的阀体，利用流体分析，在适宜结构的阀体处 于适当阀开度的状态下，分析在该阀体的下游区域产生的负压区域，由负压 区域的大小判断引起气蚀的趋势，导出具有高度控制性的阀体结构，由此， 制成即使阀体单体也具有气蚀抑制能力，且在从低开度至高开度的宽范围的 阀开度下能够高精度地控制流量和压力，能够根据使用用途选择阀在中间开 度下的流量特性的阀体形状，并且通过将所述气蚀防止体和具有该阀体形状 的阀体进行组合，在结构简单且小型的情况下能够更高度地防止气蚀，即使 在高压差以及高流速的条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够防止气蚀的高压差控制阀，具有配设在使流体流通的配管的路径上的呈近似筒状的阀主体和在该阀主体的内部以能够对该内部进行开闭的方式配置的阀体，其特征在于，　　　　在该阀体的全开状态下的下游紧接着的位置配设有用于防止气蚀的气蚀防止体，该气蚀防止体配设在所述阀体的下游紧接着的位置，并且，在该气蚀防止体的多个多孔板上等间距地形成有多个规定深度的孔，所述多个多孔板互相存在适当的间隔，且大致平行于在该阀主体内流下的流体的流动方向，当所述流体在所述多孔板间通过时，形成在各多孔板上的与所述流体流下方向垂直的方向上的各孔成为该流体的涡流阻力，将该涡流的动能转换为热能，使该流体平稳且均匀地减压，从而能够防止在低压差至高压差下气蚀发生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁剑刚，河合龙弥，
申请(专利权)人：株式会社巴技术研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]