多級籠式套筒高溫高壓減壓閥結構優化改進

多級籠式套筒高溫高壓減壓閥結構優化改進

本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供高溫高壓蒸汽減壓閥，以達到工作可靠目的。為此，本實用新型采取以下技術方案。Y43H先導活塞式蒸汽減壓閥由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、缸套、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調節彈簧等零件組成。

閥門被廣泛應用在國民經濟各個部門中,但在閥門使用過程中,由于閥門所具有的節流特性,導致流體介質在流經閥門過程中,易發生空化現象,對設備和管道造成不同程度的危害.所以,閥門空化現象的研究對國民經濟的發展具有重要意義.針對閥門在工業生產中發生空化現象的問題,本文以多級籠式調節閥為研究對象,

多級籠式套筒高溫高壓減壓閥結構優化改進具體做了如下工作:

(1)介紹了閥門空化所造成的危害和研究閥門空化的必要性以及國內外關于閥門空化現象的研究現狀,描述了多物理場耦合分析的數值模擬方法,本文所采用流聲振耦合的多物理場耦合分析方法研究多級籠式調節閥空化聲場特性.

(2)介紹了在Fluent軟件中對空化現象的假設和空化現象的控制方程,闡述了數值仿真模擬計算的基本理論和聲場的基本知識,介紹了輻射聲場的波動方程和數值仿真方法.

(3)借助Fluent軟件對多級籠式調節閥的流場進行了數值仿真分析,研究該調節閥的額定流體特性,分析該調節閥的空化流場的特點.通過數值模擬分析得到該調節閥發生空化時的流場特征,為流聲振耦合分析研究提供條件.

先導活塞式蒸汽減壓閥通過活塞來平衡壓力，帶動閥瓣運動，實現減壓功能。該閥體積小，活塞所允許的行程較大，但由于活塞在缸體中的摩擦力較大，因此靈敏度比薄膜式減壓閥低。另外，其制造工藝要求嚴格，特別是活塞、活塞環、缸體、副閥等零件，由于用在蒸汽減壓閥上，這些零件受熱后的膨脹間隙不易控制，易產生卡住或漏汽現象，更影響它的靈敏度。盡管如此，這種結構的減壓閥仍使用很廣，特別是當介質溫度較高時，薄膜式減壓閥由于耐高溫的薄膜材料難以解決，所以選用活塞式減壓閥用于蒸汽管道。

多級籠式套筒高溫高壓減壓閥結構優化改進的優點：

1、降壓效果好

輸油管道的減壓閥為三層籠筒，為多級導向迷宮式籠筒，每層籠筒止有 960 個孔，孔的直徑為 5mm，籠簡間距為 7mm，流體三次經過收縮斷面，因而降壓效果明顯，此種類型的減壓閥減壓范圍可由 40MPa 降為 0.1MPa，輸油管道由 7MPa 降壓為 1MPa 即滿足要求。

2、消聲效果好

當減壓閥滿負荷運行時，噪音非常小，為 60~70dB。其特征在于：所述的閥籠為設有多級減壓套的多級閥籠，每一級減壓套均設有多個進氣通孔；相鄰減壓套之間設間隙； 閥體的蒸汽進口通過閥籠的進氣通孔與閥塞的下閥塞腔相通，閥塞的壓力腔與蒸汽出口相通。本技術方案的閥籠采用多級減壓套，減壓效率高，有效地減小整體設備的占地面積和投資，且零件小，工作可靠性更好。

3、流通量大

老管道節流時常采用孔板法蘭，需經過 4D~6D(D 為管徑)的行程后，方由紊流恢復為層流。

輸油管道所采用的減壓閥，當流體經過籠筒孔眼時，僅在籠筒處形成紊流(Re>4000)，經 2D 行程后，恢復為層流(Re≤2100)，故流通值大。

4、壓力平衡

減壓閥上游的原油經過閥內體與閥外體間的流道，通過籠筒孔眼進入下游，活塞橫面上有孔，下游的原油由此進入活塞和閥內體，在所有活動部件上承受大小相等、方向相反的作用力，原油沿籠筒孔眼進入時所產生的壓力方向與活塞沿籠筒軸向移動的方向垂直，因此執行機構推動活塞來回移動以調節原油流通量時，不需克服軸向力，僅需克服密封機構的彈性摩擦力。減壓閥執行機構小巧，結構緊湊。

高溫高壓蒸汽減壓閥，包括閥體、閥蓋、閥籠、閥座、閥桿、閥塞，所述的閥蓋中部開設與閥桿相配的閥桿孔，所述的閥桿與閥桿孔間隙配合使閥桿能在閥桿孔中移動；所述的閥塞設于閥桿的下端，所述的閥蓋下方設有所述的閥籠，所述的閥籠中部開設閥塞腔，閥塞與閥籠的閥塞腔間隙配合使閥塞能在閥籠中移動，所述的閥體設有蒸汽進口，所述的閥塞開設向下開口的壓力腔，閥塞的頂部開設壓力通孔使上閥塞腔通過壓力通孔與壓力腔相通；

蒸汽動力系統汽輪給水泵組屬于小容量機組,所配置的再循環閥能保護給水泵在小流量工況下的安全性,但同時存在小流量工況時給水泵振動噪聲顯著放大的現象.因此需設置一聯動的回水調節閥門,在給水調節閥開度較小的工況下,通過打開聯動的回水閥提高回水量,降低給水泵機組以及再循環閥運行振動噪聲.針對回水調節閥的多級籠式套筒減壓閥口進行研究,利用FLUENT流體計算仿真軟件對不同開度時閥口的流量特性進行了數值模擬,并通過試驗對閥口的流量特性進行了驗證.研究結果表明,多級籠式套筒減壓結構使回水調節閥自身具有低噪聲性能,可有效改善給水泵機組的運行工況.