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    轴流式多喷孔套筒调节阀设计规范

  • 发布日期:2019/4/21      浏览次数:2518
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    轴流式多喷孔套筒调节阀设计规范本厂技术人员在借鉴德国、日本经验,总结国内设计制造及实用经验的基础上,根据流体力学特性而开发出来的调速调压型阀门。已经在电站、引水、供水等领域得到了广泛的应用。经过改进的本系列流量调节阀不但适用于清水,对于天然江河湖泊水、轻度污水具有良好的耐受能力。从设计结构和材料选用上解决了多年来流量调节阀易结垢,卡阻,驱动装置偏大的难题。轴流式多喷孔套筒调节阀是在引进和消化国内外调节阀技术的基础上改进和完善的一种管路控制设备。它是专门为流量控制和减压消能而设计的,是流量控制和减压消能的优组合。适宜安装在管线的中间,主要应用于输水管线的流量或压力控制、电站流量控制、泵控制、水池水位控制、水库排放以及地下水的补给。

    各种阀门允许气蚀指数对比图

    轴流式多喷孔套筒调节阀的流量控制和能量消耗是通过套筒上的喷孔数量的变化来实现的。套筒上的喷孔是按每个具体工程详细工况特殊设计的。套筒调节阀具有优异的抗气蚀性能,通过*的抗气蚀结构,使气蚀的发生区域远离阀门内壁金属表面,从而避免气蚀对阀门的破坏,减少阀门运行时的振动和噪音。在每一个工程的实际运行中,轴流式多喷孔套筒调节阀都能提供优的流量控制或压力控制。活塞阀采用不同出口部件,其临界汽蚀(氙)变化曲线所示。按式(23-6)计算的5值在图23-58的乳曲线下方时,说明出现汽蚀,这时应改变压力值或更换出口部件类型。当5值在曲线上方时,汽蚀不明显,若有噪声则是因为其他原因造成。多喷孔调节阀,又称套筒式调节阀,它分轴流式、淹没式及Y形直列式。图23-59所示为多喷孔轴流式调节阀。


    调流原理
    阀门上游侧管道中的水,从套筒外部经过节流孔喷向内部,再流向阀门下游侧。由于喷出的水流在水中消能,同时使流体在离开阀壁后产生的汽蚀在水中消除,从而使该阀兼备优良的消能(减压)效果和耐汽蚀性。流量或压差的调节是通过执行机构带动套筒 闸在喷管上滑动,从而使套管上参与工作的节流孔的个数增加或减少来进行调节的。该阀是利用多束水流中心对撞来减压消能的,小孔对称分布于喷管的壁上,如图23-60所示。

    二、轴流式多喷孔套筒调节阀设计规范产品性能

    因为直孔流态,压力恢复在喷孔内,气泡在喷孔内破裂,汽蚀会损坏喷孔,产生噪声与振动,严重时危及套筒本体,影响阀门寿命;锥孔W流态不断加速,水流速快的部位在喷孔外,从而减少振动,避免对喷孔产生汽蚀。此阀门能在用户给定的:大工
    作流量Qmax、小工作流量Qnin、大工作压力差 AHn.x,小工作压差四条指标线围成的区域内,通过调节阀门开度,达到工程需要的任意一个压差和流量Q。阀门任一开度下流量与压差的关系符合如下公式:

    Kv=Q(忐)1/2 (23_7)
    式中Kv——阀门在某开度下的流量系数(制造厂提供);
    Q 介质(水)流量,m3/h;
    p^介质相对密度,对于水,
    AH一阀前后压差,bar。

    1、阀门口径从200mm-1800mm,允许过阀流量从1080m3/h-86400m3/h,减压比可达到20:1。
    2、通过特殊喷孔的设计可以提供优的流量控制。
    3、在小流量,高压差或大流量的工况下,阀门震动、噪音依然很小。
    4、阀门口径和行程可以实现1:1,比短行程阀门抗气蚀能力更强。
    5、通过众多数量的喷孔设计,分散能量的消耗,比短行程阀门振动更小,适应范围更大。
    6、允许气蚀系数为0.15,在大流量和高压差工况下,一个套筒调节阀可以替代多个传统阀门且不会产生气蚀破坏和振动。
    7、套筒匝滑动表面采用硬质合金,硬度高,耐磨,能有效避免高速水流对套筒匝的冲蚀,同时可以剪断堵塞锥孔的杂物。
    8、采用电手动、液动、水动(先导)、手动等多种可选操作方式。

    三、轴流式多喷孔套筒调节阀设计规范典型应用

    本阀应用于自来水、引水、水电站、循环水等工程管路上或末端,作为压力调节阀、流量调节阀或放水流通过小孔对撞于阀门的中心线上,径向流速急速降低,在喷管的形成细小的紊流区,水内部的剧烈碰撞和摩擦,消除了大部分的能量。该阀在消能的同时消除了汽蚀的产生,关键在于喷孔的孔形采用锥孔而不是直孔,水流在锥孔与直孔中的流态如图 23-61所示。

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    四、轴流式多喷孔套筒调节阀设计水力参数表

    执行器、阀杆、转向套、连接臂、阀芯共同组成曲臂连杆传动机构。阀杆在执行器驱动下作0-90°角行程运动,在曲臂连杆传动机构作用 下,阀芯在阀套内作左、右轴向运动,对阀门下游流量或压力进行调节。阀体由阀外体和阀内体构成,是一完整的铸造体,阀的内外体之间有一轴向对称流道,流体 在阀门内沿轴向流动,流阻小、流通能力大、噪声低。
    4.1关闭状态:阀芯硬密封端面紧压在阀座的端面上形成一道硬质密封副,同时与镶嵌阀芯套和阀座之间的软密封橡胶垫组成软密封副。硬软双质密封副保证了大香蕉91介质零泄漏。
    4.2缓压状态:阀芯下端设置有缓,阀芯离开阀座时有一段缓压空行程,在阀芯处于小开度时,由缓先节流,再由阀芯端面与阀芯套节流,分级降压避免小开度形成高速流体对密封面和节流面的冲刷。
    4.3调节控制状态:根据下游流量或压力需求情况,在执行器驱动下,阀芯在阀套内左右轴向移动,对下游流量或压力进行平衡。阀套窗口为等百分比设计,流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,在不同开度上,具有相同的调节精度。

    五、轴流式多喷孔套筒调节阀设计典型结构特点

    轴流式多喷孔套筒调节阀主要由进水阀体、出水阀体、套筒、套筒匝、执行机构、传动机构、密封座、密封圈等部件组成。噪声小、振动小;具有耐汽蚀性能,具有流量、 压力调节特性;有防堵塞及清、排杂物措施;可自动跟踪调节阀后压力、流量。

    性能特点
    ACVF采用分体式结构,阀座、阀芯等内件由阀体中间装入,避免了一体式结构阀座由法兰内孔装入,并由丝圈固定对流道直径的减弱。阀芯运动方式采用曲臂连杆结构,易于安装、维修。
    5.1零泄漏级密封:阀芯、阀座采用硬软双质密封副,节流部位与密封面*分开,减小了气流对密封面的冲刷,满足高压 气、液介质“零泄漏” 。即使在恶劣的工作条件下,调节阀都能在全压力范围内保持关闭严密。在要求调节阀必须维持99%严密关断的应用场合,密封系统的可靠性具有的 记录,即使在超期使用也能做到这一点。该特性与执行机构的种类无关。
    5.2压力平衡:调节阀阀芯为平衡式结构,阀芯上开设腰型孔,阀芯左右端压力平衡。启闭力矩小,开启、调节轻便灵活。操作力矩*与阀门两端的压力无关,与传统调节阀相比,同等规格选用扭矩较小的执行机构便可满足。
    5.3结构紧凑:对于同样的应用场合,同一尺寸的阀门,该调节阀比传统的调节阀结构更紧凑、执行机构更小,这对于重量和尺寸要求严格的项目是非常重要的。与角形调节阀相比,它可以使配管布置更简化。轴向式设计不仅使结构更紧凑,而且使噪音更低,并减小流体对管道的冲蚀。
    5.4自动除渣功能:缓的设计,在开启和关闭的瞬间对密封面进行清扫除渣,避免密封面划伤,使用寿命长。

    六. 轴流式多喷孔套筒调节阀设计主要结构
    该调节阀主要构成部件:左阀体、右阀体、阀盖、阀杆、导向套、装向套、连接臂、阀芯、阀芯套、阀芯、阀芯密封调节套、阀座。
    6.1轴流式:介质在阀门内部具有流线型并均匀对称的自由流通路径,降低了流体局部高速流、紊流、喷射流等的冲击,提高了阀门的稳定性,噪声低,并大限度提高了单位面积的流通能力。
    6.2全平衡阀芯:阀芯安装在阀套内部,阀芯和调节套上设置通孔,使阀芯左右侧始终压力平衡,操作力矩小。
    6.3连杆传动机构:连杆机构表面经渗氮硬化处理,具有较高的耐磨性、耐腐蚀性。连接机构为90°角行程,使阀芯左右移动迅速,调节灵敏。
    6.4全流通面积:阀体为左右阀体对夹式结构,阀座由阀体内部安装,完保证法兰内孔面积为全通径,避免了阀座由法兰内孔装入而降低流道直径。
    6.5密封零泄漏:阀座上设置软密封垫,阀芯阀座密封面堆焊硬质合金,形成硬软双质密封。阀芯后端设置密封调节套,阀门组装好后进行微调,使阀芯*贴合阀座密封面,实现密封零泄漏。
    6.6阀芯设置缓:避免关闭瞬间颗粒杂质卡在密封面造成密封副损坏。

    轴流式多喷孔套筒调节阀设计具有防堵塞及清、排杂物措施
    ①由于该阀采用多小孔射流来减缓汽蚀,对于水中有草、杂物的情况是容易出现封堵故障的;
    ②本阀在底部设有排污阀和排污管接口来清排杂物;
    ③滑动套筒前端为硬质合金刀口状,能剪断和刮下附在网孔套筒上的杂物,通过排污口排除;
    ④本阀门设有排污人孔或手孔盖,可人工清排杂物;
    ⑤套筒上的节流孔直径根据水质及调节精度合理选取,使不太大的杂物直接通过网孔排向下游;
    ⑥本阀门具有反冲洗功能,能配合排污阀反冲洗排污。

     
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