常見的費(fèi)斯托電磁閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
費(fèi)斯托電磁閥中產(chǎn)生的汽蝕空化現(xiàn)象,,其根本原因即是由于閥前后的壓差過高,。般認(rèn)為當(dāng)Δp>2.5MPa時(shí),,流體介質(zhì)在閥內(nèi)部進(jìn)入節(jié)流部位時(shí)壓力驟然下降,,在通流截面面積小處壓力降低,,當(dāng)這壓力低于當(dāng)前溫度下流體的飽和蒸汽壓時(shí),,部分液體會出現(xiàn)汽化,,形成大量微小的汽泡,當(dāng)流體流過節(jié)流口壓力回升時(shí),,這些汽泡又發(fā)生破裂回到液態(tài),,對閥體和閥芯等部件產(chǎn)生沖擊并帶來噪聲、振動等危害,。近年來,,國內(nèi)外些調(diào)節(jié)閥廠商都研發(fā)了各種不同類型的專門應(yīng)用于苛刻工況下的抗汽蝕多降壓調(diào)節(jié)閥。常見的多降壓調(diào)節(jié)閥分為串式調(diào)節(jié)閥,、多層套筒式調(diào)節(jié)閥,、迷宮式調(diào)節(jié)閥,雖然在結(jié)構(gòu)上有所不同,,但有著共同的工作原理,,都是通過改變結(jié)構(gòu)將總的壓差進(jìn)行分段多降壓,使每壓降Δp1小于產(chǎn)生空化的臨界壓差,,從而避免了汽蝕等危害的發(fā)生,。
1、費(fèi)斯托電磁閥這種結(jié)構(gòu)把原本的個(gè)整體的節(jié)流區(qū)域以多個(gè)分開的節(jié)流區(qū)域互相串聯(lián),,從而使較大的壓差轉(zhuǎn)換為多個(gè)較小的壓差,,使每次的降壓范圍都控制在飽和蒸汽壓以上,使空化現(xiàn)象不再出現(xiàn),。
費(fèi)斯托電磁閥多用于液體介質(zhì)工作的場合,,其特點(diǎn)在于:
1)啟閉過程中能夠減輕持續(xù)壓差,,每節(jié)流口的動作均滯后于上節(jié)流口,可以使在啟閉過程時(shí)作用于閥口的持續(xù)高壓逐減輕,,分擔(dān)了節(jié)流口的壓力,。
2)流阻較小,可以勝任流體清潔度不高,,甚固液兩相流的場合,。
3)串式閥芯般進(jìn)行碳化鎢噴涂硬化處理,抗沖刷汽蝕良好,。
4)制造過程與其他多降壓調(diào)節(jié)閥相比工藝較為簡單,,加工方便,制造成本也較為低廉,。
5)串式調(diào)節(jié)閥般降壓數(shù)有限,,多為3~4,不能應(yīng)用于壓差過高的場合,。
2,、費(fèi)斯托電磁閥經(jīng)常用于電站或化工等中。
多層套筒式調(diào)節(jié)閥典型結(jié)構(gòu)特征是閥芯部分節(jié)流件由數(shù)層加工有小孔的套筒構(gòu)成,,每層套筒之間都留有定的間隙,,使流體流經(jīng)套筒時(shí)得以緩沖,從而將流體速度控制在定范圍內(nèi),。
費(fèi)斯托電磁閥其特點(diǎn)在于:
1)多套筒式調(diào)節(jié)閥降壓數(shù)可以設(shè)計(jì)得較大,,降壓能力與串式相比較強(qiáng),能夠勝任高壓差的場合,。
2)多層套筒式結(jié)構(gòu)既能滿足較高的壓降要求,,同時(shí)又能在工作時(shí)保證較大的流量。
3)抗汽蝕良好,,用于液體介質(zhì)時(shí),,流體由外側(cè)套筒流向內(nèi)側(cè),液體介質(zhì)在套筒中逐降壓以減輕空化汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生,,并且流體終從內(nèi)側(cè)套筒上的小孔中噴射閥腔區(qū)域,,使汽泡在套筒部位破裂,不直接對閥門金屬表面產(chǎn)生傷害,。
4)抗噪聲、振動良好,,用于氣體介質(zhì)時(shí)由套筒內(nèi)側(cè)向外流動,,靠外側(cè)套筒的孔徑和間隙與內(nèi)側(cè)相比均有所擴(kuò)大,使氣體介質(zhì)在逐降壓過程中不斷膨脹,,可以地降低噪聲及振動帶來的危害,。
5)套筒加工過程比較復(fù)雜,,成本較高。但安裝與維護(hù)簡便,,易于更換,。
3、迷宮式調(diào)節(jié)閥
迷宮盤片式多降壓結(jié)構(gòu)如圖3所示,,其核心節(jié)流部分由多個(gè)開有迷宮式溝槽的金屬盤片疊加而成,。流體流經(jīng)迷宮流道中經(jīng)過多次碰撞轉(zhuǎn)折,消耗能量,,在逐降壓過程的同時(shí),,使流速也得到了控制。
費(fèi)斯托電磁閥般多用于核能,、電站等中高溫高壓降的特殊場合,,工作介質(zhì)多為過熱蒸汽,也能用于液體介質(zhì),。其特點(diǎn)如下,。
1)迷宮流道的拐彎數(shù)就是迷宮式調(diào)節(jié)閥的降壓數(shù),般可達(dá)十幾到二十幾,,所以迷宮式多降壓結(jié)構(gòu)是常見多降壓調(diào)節(jié)閥中降壓能力的,,國外有產(chǎn)品可以達(dá)40MPa。
2)出色的抗汽蝕沖刷及消聲減振,,多拐彎迷宮式流道可以地控制流體流速,,避免空化、噪聲及振動等不良現(xiàn)象的發(fā)生,。
3)通過使用不同形式的迷宮盤片進(jìn)行組合,,迷宮式調(diào)節(jié)閥可以達(dá)到不同的流量特性調(diào)節(jié)曲線。
4)迷宮式盤片制造精度要求很高,,般由司太立合金堆焊,,有較長的使用壽命;安裝與維護(hù)比較簡便,盤片易更換,。
5)迷宮式流道對流體介質(zhì)的清潔度要求較高,,否則迷宮流道容易發(fā)生堵塞。
多降壓調(diào)節(jié)閥CV值的計(jì)算
流量系數(shù)(CV)般用來表示閥門的流通能力,,為了選用合適的調(diào)節(jié)閥,,必須根據(jù)所使用條件計(jì)算出必要的CV值,然后根據(jù)額定流量系數(shù)選擇合適的調(diào)節(jié)閥型號,。在可壓縮工況下,,流體在節(jié)流過程中壓力降低,體積膨脹,密度減小,,閥內(nèi)的流動情況與不可壓縮相比復(fù)雜很多,。因此對于般多用于可壓縮工況下的多降壓調(diào)節(jié)閥,其流量系數(shù)的計(jì)算方法也較為特殊,,典型的可壓縮工況下CV值的計(jì)算主要有壓縮系數(shù)法及膨脹系數(shù)法兩類常用方法,。
1、壓縮系數(shù)法
壓縮系數(shù)法在20世紀(jì)50年代由蘇聯(lián)提出,,是計(jì)算可壓縮工況下流量系數(shù)的早期公式之,。壓縮系數(shù)法考慮到氣體的可壓縮性,在般的液體計(jì)算公式中添加個(gè)氣體壓縮系數(shù)ε,,對液體計(jì)算公式進(jìn)行校正,。此種方法對計(jì)算模型做了很大簡化,把不同形式的調(diào)節(jié)閥都簡化為同樣的流量噴嘴,,然后認(rèn)為在噴嘴中氣體介質(zhì)流動的過程是個(gè)熱過程,,再用能量平衡方程導(dǎo)出計(jì)算公式,即: