串级式多级降压高压差调节阀

技术领域

本发明涉及一种调节阀，尤其是串级式多级降压高压差调节阀。

背景技术

由于现有调节阀使用在苛刻工况中时，会产生气蚀空化等现象，其根本原因是阀门前后压差过高所造成的。一般认为当△P＞2.5MPa时，流体介质在阀门内部进入节流部位时压力骤然下降，在流通截面面积最小处压力降至最低，当这一压力低于当前温度下流体的饱和蒸气压时，部分液体会出现汽化，形成大量微小的气泡，当流体流过节流口压力回升时，这些气泡发生破裂又回到液态，这种现象会对阀体和阀芯等部件产生冲击并造成噪音及振动大等危害。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种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、噪音低的串级式多级降压高压差调节阀，具体技术方案为：

串级式多级降压高压差调节阀，包括手轮装置、阀杆、阀盖和阀体，所述手轮装置分别与所述阀杆和所述阀盖连接，所述阀杆活动插在所述阀盖上，所述阀盖安装在所述阀体上，所述阀体上设有进液口和出液口，还包括：阀套，所述阀套安装在所述阀体上，所述阀套上设有阀孔以及若干均与所述阀孔相通的进液孔和节流孔，若干所述节流孔沿所述阀孔的轴线设置，所述进液孔与所述进液口相通，所述阀孔与所述出液口相通；阀座，所述阀座安装在所述阀体内，且位于所述出液口与所述阀套之间；及阀芯，所述阀芯滑动安装在所述阀孔内，且与所述阀杆连接，所述阀芯上沿轴线方向设有若干节流槽和节流环，所述节流环位于所述节流槽的两侧，所述节流槽与所述节流孔相对设置，且一一对应，所述阀芯顶部的所述节流槽还与所述进液孔相通；关闭阀时，所述阀芯封闭在所述阀座上，所述节流环使沿轴向相邻的两个所述节流孔不相通，开启阀时，所述阀芯离开所述阀座，所述节流槽与沿轴向相邻的两个所述节流孔相通。

优选的，所述阀套包括：内阀套，所述内阀套上设有阀孔以及与所述阀孔相通的内进口和若干沿轴线设置的节流孔；及外阀套，所述内阀套安装在所述外阀套上，所述外阀套上设有与所述内进口相同的外进口。

优选的，还包括连接销，所述连接销分别与所述阀芯和所述阀杆连接。

优选的，还包括出液套，所述出液套安装在阀体上，且位于所述阀座的一侧。

优选的，还包括气动装置，所述气动装置包括：气缸，所述气缸安装在所述手轮装置上，且与所述阀杆连接。

进一步的，所述气动装置还包括：气动阀门定位器，所述气动阀门定位器与所述气缸连接；及减压阀，所述减压阀与所述气动阀门定位器连接。

其中，还包括夹块，所述夹块分别与所述气缸的活塞杆和所述阀杆连接。

优选的，还包括：指针，所述指针安装在所述夹块上；连接支架，所述连接支架分别与所述手轮装置和所述阀盖连接；及标尺，所述标尺安装在所述连接支架上，且与所述指针相对设置。

优选的，所述阀芯上设有碳化钨涂层。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的串级式多级降压高压差调节阀综合了普通式、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、降低了噪音，用于精确控制高温、高压、高压差以及含有固体颗粒及结晶体流体的流量和压力。

附图说明

图1是串级式多级降压高压差调节阀的结构示意图，且处于关闭状态；

图2是阀体、阀套、阀杆、阀杆和阀芯的装配示意图，且处于开启状态；

图3是阀套的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，串级式多级降压高压差调节阀，包括手轮装置83、阀杆73、阀盖1、阀体2、阀套、阀芯3和气动装置。

手轮装置83通过连接支架81安装在阀盖1的顶部，阀杆73活动插在阀盖1上，且通过夹块84与气缸89的活塞杆连接。阀盖1安装在阀体2的顶部，阀体2的一侧设有进液口21，阀体2的底部设有出液口22。出液口22上装有出液套72。

如图3所示，阀套包括内阀套5和外阀体2，内阀套5上设有阀孔53、内进口51和节流孔52，阀孔53设置在内阀套5的中心，内进口51设置在内阀套5的顶部，并且环形阵列设置，内进口51可以为圆孔。节流孔52沿内阀套5的轴线设置三组，并且每组节流孔52还沿轴线环形阵列设置。内阀套5安装在外阀套4上，且同心设置，外阀套4的顶部设有外进口41，外进口41环形阵列设置，外进口41与内进口51一一对应，且相通，外进口41与内进口51还同轴线设置，形成进液口21。阀套分解成两个零件方便加工。节流孔52为沿轴线方向设置的矩形孔或腰形孔。阀套安装在阀座71上，进液孔与进液口21相通，阀孔53与出液口22相通。阀座71为圆环形，安装在阀体2上，且位于出液口22与阀套之间，用于关闭阀。

阀芯3的外圆面沿轴线方向从顶部到底部依次设有三个环形的节流槽31，节流槽31的两端为节流环32，阀芯3活动插在阀孔53内，并且节流环32活动抵在阀孔53上，节流环32与阀孔53能够实现密封。阀芯3的顶部与阀杆73的底部连接，节流槽31与节流孔52相对设置，且一一对应，阀芯3顶部的节流槽31还与进液孔相通。三个节流槽31分别形成一级节流、二级节流和三级节流。关闭阀时，阀芯3封闭在阀座71上，节流环32使沿轴向相邻的两个节流孔52不相通，也就是节流环32位于相邻的两个节流孔52之间，从而使节流槽31与节流孔52对齐，隔离了轴向相邻的两个节流孔52。开启阀时，阀芯3向上移动并离开阀座71，打开出液口22，节流环32与节流孔52相对设置，节流槽31与沿轴向相邻的两个节流孔52相通，实现了进液口21、外进口41、内进口51、节流槽31和出液口22的相通。

还包括连接销61，所述连接销(61)分别与所述阀芯(3)和所述阀杆(73)连接。气动装置包括气缸89、气动阀门定位器88和减压阀87，气缸89安装在手轮装置83上，气缸89的活塞杆891通过夹块84与阀杆73连接。气动阀门定位器88安装在连接支架81上，且与气缸89通过管路连接；减压阀87与气动阀门定位器88通过管路连接。减压阀87把供给压力调整到指定输出压力的压力值；气动阀门定位器88从控制系统中接受4-20mA直流电流信号，并向气缸89输送压缩空气来控制阀门开启和关闭的位置。

夹块84上装有指针86，连接支架81上装有标尺85，标尺85与指针86相对设置，用于指示调节阀的状态。

其中，气缸89的活塞杆891活动插在手轮装置83的伸缩杆831内，活塞杆891和伸缩杆831上分别设有第一通孔892和第二通孔832，第一通孔892与第二通孔832相对设置，并且通过销轴连接，当需要手动控制时，在第一通孔892与第二通孔832对齐时，将销轴插到第一通孔892和第二通孔832上，实现手动控制，当不需要手动控制时，不安装销轴。气缸89通气时气压作用于活塞上产生的推力克服弹簧的反作用力,使活塞杆891到达规定的位置；失气时靠弹簧复位的弹力使活塞杆891回到初始位置。气动阀门定位器88的工作原理：定位器通过接受4-20mA直流电流信号来控制向气缸89输送的压缩空气，压力增加推动活塞从而控制与活塞杆891的上升高度，进而控制了阀芯3的上升高度；无信号时，气缸89靠弹簧复位的弹力把活塞杆891和阀芯3一起向下推，阀芯3压紧在阀座71上，使阀门关闭。

串级式多级降压高压差调节阀是通过改变阀门结构将总的压差进行分段多级降压，使每一级压降△P1均小于介质产生空化的临界压差，从而有效避免了空化及汽蚀等危害的发生。

串级式多级降压高压差调节阀的阀芯3制作成类似于糖葫芦的多台阶形式，阀套的若干节流孔52沿圆周分布。其特点是在阀门启闭过程中能够减轻持续压差，每一级节流口的动作均滞后于上一级节流口，可以使在启闭过程时作用于阀口的持续高压逐级减轻，分担了第一级节流口的压力，且单个流体通道的流通截面积较大，即使是有颗粒的场合也能保证介质能够顺利流出，不会出现积压，卡堵的现象，整体流阻较小，可以胜任流体清洁度不高，甚至固液两相流的场合。

阀芯3每个节流环32与阀套的节流孔52在阀门关闭时有剪切的作用，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。

阀芯3进行碳化钨喷涂硬化处理，抗冲刷汽蚀性能良好。

与多孔式，迷宫式低噪音调节阀相比，其能有效防止液体介质的空化及气蚀，并适合于含有固体颗粒或结晶体介质的工况，减少了高速流体对阀内件的冲刷，降低了噪音。

制造过程与其他多级降压调节阀相比工艺较为简单，加工方便，制造成本也较为低廉。

主要用于苛刻工况条件下的流体调控，能防止流体产生空化和气蚀，减小高速流体的冲刷，同时也能降噪，对料浆、含颗粒流体等粘性流体的控制效果良好。

该调节阀主要应用于电站，石油，化工等行业。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。