文章编号:100225855(2006)0120005203作者简介:常占东(1973-),男,宁夏吴忠,工程师,从事调节阀的研究。轴流型调节阀结构性能分析常占东1,应启戛2(11吴忠仪表股份有限公司,宁夏吴忠751100;21上海理工大学,上海200093)摘要介绍了新式轴流型调节阀的结构及工作原理,分析了其特点,论述了关键零部件的设计方法。关键词轴流阀;流阻;流通能力中图分类号:TH134文献标识码:AAnalyzingforstructureandcapabilityofaxialflowvalveCHANGZhan2dong1,YINGQi2jia2(11WuzhongInstrumentco.,Ltd,Wuzhong751100,China;21UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract:Thearticleintroducesstructureandoperationprincipleofanewtypeofcontrolvalve,axi2al2flowtypevalve.Thenthearticleanalyzesmetritsofthistypevalvecontrastingwithgeneralcontrolvalves.Furthermore,thearticleanalyzesdesignmethodsofsomekeypartsandkeyasemblesofaxial-flowtypecontrolvalve.Keywords:axialflowvalve;flowresistantcoefficient;flowcapacity1概述我国调节阀技术经近30年的引进、革新和发展,有了很大的进步,但是同国际先进水平相比还有较大的差距,主要是高温、高压、大口径调节阀存在卡塞,振动,噪声大,驱动力矩过大,可靠性低,使用时间短,密封填料易漏等问题。同时在理论研究及结构创新上还不能跟上现代工业发展的需求。轴流型调节阀是一种全新结构的阀门,它吸取了套筒调节阀的优点,使套筒与阀芯在阀体内腔顺流道放置,流体在通过调节阀的过程中流向基本不发生改变,顺管道轴向方向流动,这样可以减小流道流阻,增大阀门的流通能力。2结构轴流型调节阀改变了普通调节阀(图1)的整体流通结构,使介质在阀内轴向顺环形流道流动,流体在阀体内的流向转变很小,能量损失较少。整体铸造圆桶结构更加适应了承压容器的受力要求,承压性能好。普通调节阀的流通能力受球形阀体的“S”形流道结构约束无法增大,其原因是介质在流道内经多次的流向改变,易形成旋涡,互相碰撞,消耗能量。而且在口径大于DN400mm时,阀的行程太长,调节灵敏度降低,整体结构笨重,驱动力过大。轴流型调节阀的阀体流道顺管线中介质流向设计,并且在阀体内腔设置流线圆锥状导流罩,疏导流体的流速及流向,使管道流体分布均匀,压力均衡。节流部件参考套筒阀的结构,区别在于轴流型调节阀将套筒顺管道流向安装,使阀芯在套筒内轴向动作,阀芯可以设计为压力平衡式结构,抵消因节流口前后压差引起的不平衡力,从而改善了普通调节阀口径小,压差小的约束。3工作原理轴流型调节阀的调节过程如图2所示。介质从阀体左端进入阀体内腔,经流线型导流罩的疏导作用将流体引入环型流道,即介质是在阀体外壁与内部导流壳形成的夹层空间流动。然后根据控制信号的大小,执行机构带动传动系统,使轴向阀杆拉动阀芯在套筒中滑动。在套筒的四周设计有不同调节特性的节流窗口,阀芯的移动引起节流口的大小变—5—2006年第1期阀门化,从而实现了流量及压力的调节。(a)(b)(a)轴流型调节阀流道结构(b)普通调节阀S形流道结构图1流道结构对比图2工作原理当介质从轴向弧状流道进入外壳(图3),锥型导流罩壳可以梳直流体,使流体速度分布均匀,这样能量损失较小。然后经过套筒窗口,向套筒中部集中,流出阀门。无论活塞在何位置,阀腔内无论任何位置水流断面均为环状,在出口处向轴心收缩,从而避免因节流而可能产生的气蚀对阀体和管道的破坏,而调节特性可以在套筒上开设不同形状的窗口实现。轴流型流量调节阀能满足各种特殊调节要求的工况。调节功能是靠一类似于活塞状圆柱体阀芯在阀腔内作轴向运动实现,它的行程与管内介质流向一致。介质从轴向弧状进入外壳,活塞阀内的流道为轴对称形,流体流过时不会产生紊流。轴流型调节阀阀体可设计成一个整体,具有高流通能力,流量特性可随用户需求更换套筒,能有效地避免气蚀和震动。内壳有流线型的导流筋和外壳相连,活塞用安装在壳内的斜齿条副或齿轮齿条副或曲柄连杆机构操作。因而增加了力臂区间,使驱动力减小。轴流型调节阀可采用金属对金属及金属与橡胶双重密封结构,实现双向气泡级密封,从而达到密封系统使用寿命长,关闭严密。图3轴流型调节阀结...
