1 概述 液態(tài)流體通過(guò)調(diào)節(jié)閥節(jié)流截面時(shí),由于節(jié)流面的收縮,導(dǎo)致流體流速增加,壓力下降。當(dāng)壓力降低至液體的蒸發(fā)壓力下時(shí),液體中會(huì)產(chǎn)生“蒸汽泡”。如果流體流出縮流截面的出口壓力低于液體的蒸發(fā)壓力,則“汽泡”繼續(xù)形成,稱之為“閃蒸”。如果流體流出縮流截面的出口壓力大于液體的蒸發(fā)壓力,則“汽泡”受擠而破碎。因破碎產(chǎn)生的沖擊波,極高的壓力撞擊閥瓣或管壁的金屬表面。由于反復(fù)撞擊,一方面,導(dǎo)致金屬表面疲勞,產(chǎn)生表面缺陷。另一方面,撞擊破壞了金屬表面的鈍化膜覆蓋層。在更新鈍化膜的過(guò)程中,母體金屬被消耗,即產(chǎn)生汽蝕,汽蝕導(dǎo)致了金屬表面的磨損與破壞。破裂的汽蝕氣泡是產(chǎn)生噪聲的主要原因之一,噪聲量與汽蝕程度有關(guān)。
FISHER調(diào)節(jié)閥在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇方面具有防汽蝕降噪聲的特點(diǎn)。
2 性能分析
以FISHER的SAR10.1-ED型調(diào)節(jié)閥(6英寸)為例(圖1),分析該閥特點(diǎn)和性能。

2.1 基本參數(shù)
閥門類型:截止型調(diào)節(jié)閥(低復(fù)原型)
驅(qū)動(dòng)方式:電動(dòng)380V
定位器信號(hào)輸出:4~20mA
輸送介質(zhì):飽和蒸汽水
介質(zhì)壓力:0.5MPa
介質(zhì)溫度:263℃
連接方式:法蘭
閥體材料:WCB
內(nèi)件結(jié)構(gòu):平衡式閥瓣組件
閥籠材料:416SS
閥座材料:416SS
閥瓣材料:17-4PHSS
內(nèi)孔口徑:136.5mm
填 料:石墨
泄 漏 率:Ⅳ級(jí)。
2.2 流量調(diào)節(jié)特性
調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)(閥全開(kāi))Cv=305。工作流量系數(shù)*小時(shí)為7.01,*大時(shí)為217.25。壓力恢復(fù)系數(shù)為30。閥門*小聲級(jí)54.2dB,*大聲級(jí)76.6dB。
2.3 工作原理
流體按箭頭所示方向進(jìn)入閥門,并通過(guò)導(dǎo)向筒上端的孔迅速進(jìn)入平衡室。由于流體均衡作用于導(dǎo)向筒的內(nèi)腔及外端,使得閥桿作用于導(dǎo)向筒的力趨于均衡,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的載荷不隨流體壓力的變化而過(guò)度變化,因此,運(yùn)行過(guò)程中不平衡力小,穩(wěn)定性好,不易振動(dòng),閥門內(nèi)件不易損壞。隨著閥桿帶動(dòng)導(dǎo)向筒向上運(yùn)動(dòng),流體進(jìn)入閥籠的**、二層節(jié)流孔,直至流出調(diào)節(jié)閥體。導(dǎo)向筒的上下運(yùn)動(dòng),改變著閥籠上節(jié)流孔的數(shù)量,即流體流過(guò)節(jié)流孔的節(jié)流面積。形成各種流量特性,并實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。
3 特點(diǎn)
3.1 防汽蝕
FISHER調(diào)節(jié)閥改變了單座式與雙座式截止形調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式,采用對(duì)夾聯(lián)接頂部置入的籠型導(dǎo)向筒提升結(jié)構(gòu)。由于汽蝕是由流體速度與壓力之間的能量轉(zhuǎn)換引發(fā)的。因此,降低流體在閥瓣內(nèi)的流速,是防止汽蝕的措施之一。
流體從法蘭進(jìn)入閥體及閥座,產(chǎn)生一次壓降,然后進(jìn)入閥瓣內(nèi)腔及**平衡室。根據(jù)作用與反作用的原理,流體在閥瓣內(nèi)由于壓力的平衡,流速得以減緩。當(dāng)導(dǎo)向筒隨閥桿提升時(shí),流體通過(guò)節(jié)流孔進(jìn)入閥籠的**平衡室,流體從**平衡室通過(guò)閥籠的**層節(jié)流孔流出時(shí),流速的變化也是緩沖式的。2層節(jié)流孔的排列屬非同心通孔,錯(cuò)位排布,利于流體在**平衡室內(nèi)的緩沖。
3.2 降噪聲
在液體工況下,控制閥產(chǎn)生噪聲的主要原因之一是汽蝕,因此抑制噪聲和防止汽蝕有關(guān)?;\型導(dǎo)向筒提升方式的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)既能防止汽蝕,也能減小噪聲。閥籠上的節(jié)流小孔,由于孔徑小、數(shù)量多,流體流經(jīng)小孔產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度很快下降。2層節(jié)流孔的設(shè)計(jì),使噪聲衰減的更大。
3.3 易密封
該閥的非固定式閥座,使加工容易,維修方便,通用性強(qiáng)。自緊式填料設(shè)計(jì),考慮了低壓大流量流體流經(jīng)閥體時(shí),介質(zhì)對(duì)填料反向作用降低,可能引起閥桿處泄漏,在填料函中加有彈簧,同時(shí)使用兩種不同材質(zhì),不同形狀的雙層填料,用于填料自緊。
4 結(jié)論
FISHER(6英寸)-SAR10.1-ED調(diào)節(jié)閥,無(wú)論對(duì)于液體,還是氣體,其閥體及閥內(nèi)件的設(shè)計(jì)和材質(zhì)選用,均充分考慮了汽蝕、沖蝕、噪聲控制及介質(zhì)腐蝕等情況,因此可以實(shí)現(xiàn)并完成工藝流量調(diào)節(jié)。