閥門技術(shù) 調(diào)節(jié)閥運(yùn)行中的有害現(xiàn)象

發(fā)布時間：

2023-01-10

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　　首先，有害現(xiàn)象是嚴(yán)重的噪音，這將影響員工的健康和工作環(huán)境。噪聲是來自閥門內(nèi)部的癥狀，通常會影響到設(shè)備的耐用性，甚至損壞設(shè)備。閥門噪聲的產(chǎn)生原理可分為以下幾類：機(jī)械、空氣動力和流體動力。機(jī)械性噪聲可能是由振動、閥門內(nèi)部零件的共振、運(yùn)動部件的導(dǎo)向不準(zhǔn)確或間隙過大引起的。空氣動力噪音的原因是可壓縮介質(zhì)流動的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為聲能。當(dāng)介質(zhì)減壓時，釋放的能量加速了流體的流動--通常超過聲速--并產(chǎn)生噪聲。水動力噪聲是由流體流動產(chǎn)生的。具體條件如下：湍流與閥門和管壁之間的碰撞，空化（空化）和蒸發(fā)（閃蒸）。

　　空化現(xiàn)象（氣蝕）

　　空化現(xiàn)象總是向下游移動。當(dāng)通道的橫截面積變大時，介質(zhì)的流速下降，壓力增加。在這種情況下，空化現(xiàn)象會出現(xiàn)，其內(nèi)部壓力與流道內(nèi)的蒸汽壓力相同，但低于周圍介質(zhì)的壓力。然后氣泡向內(nèi)塌陷并消失。空化的形成，空化引起的阻流，以及隨后空化在下游的塌陷和消失，就是所謂的空化現(xiàn)象。當(dāng)氣泡塌陷時，會發(fā)出巨大的噪音。無數(shù)個氣泡塌陷發(fā)出的噪音就像無數(shù)的碎石通過閥門。這種噪音非常大，長期受其影響的人甚至?xí)p害他們的聽力。此外，空化塌陷時會產(chǎn)生沖擊波，這可能會對閥門造成嚴(yán)重?fù)p害。

　　圖2 控制閥的多孔籠式閥芯

　　除了塌陷和消失之外，空化現(xiàn)象也可能變得更大。因此，帶有空化現(xiàn)象的液體會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楹屑?xì)小液滴的蒸汽，這就是閃蒸現(xiàn)象。閃光造成的損害與空化造成的損害完全不同。它可能會在零件上造成隱藏的光滑溝槽。這種破壞的機(jī)制與噴砂的機(jī)制相似。在收縮的下游，液體含有大量的蒸汽和大量的細(xì)小液滴。當(dāng)液體蒸發(fā)時，體積會大大增加，因此下游的流速可能達(dá)到每秒數(shù)百英尺，高速液滴可能會侵蝕閥門零件。閃蒸損壞通常不像氣蝕那樣瞬間發(fā)生。

　　圖3 控制閥的多孔塞子

　　解決方案

　　如上所述，各種有害現(xiàn)象會影響控制閥的性能和使用壽命。因此，我們的 "智能閥門 "產(chǎn)品系列推出了許多有針對性的解決方案。例如，降低噪音的方法之一是采用籠式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)閥門的工作條件設(shè)置匹配的間隙。如圖1所示。降低空氣動力噪聲最重要、最有效的方法是閥門采用帶孔的控制部件，例如帶孔的閥座(圖2)或帶孔的籠形閥芯(套筒)(圖3)。另一種方法是降低出口端的介質(zhì)流速。為了達(dá)到這個目的，最常見的措施是使用帶孔籠形閥芯、孔板或擴(kuò)散器，利用它們的窒息效應(yīng)來提高出口端口的壓力。如果噪音非常嚴(yán)重，有必要同時使用上述所有措施(圖4)。

　　圖4 調(diào)節(jié)閥出口端的靜音板可以降低噪音

　　此外，還有一種方法已經(jīng)在使用中得到驗(yàn)證：采用熱噴涂、擴(kuò)散或等離子體氮化技術(shù)，在閥芯和閥座的部分或全部表面涂上司太立保護(hù)層，使零件表面ca.0 1mm以內(nèi)的硬度達(dá)到950hv，或通過熱處理使硬度達(dá)到55HRC。防空泡閥的核心設(shè)計(jì)是多級旋塞(圖5)。多級閥的防氣蝕原理是將每級閥的壓降控制在臨界值以下。然而，這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是，當(dāng)閥門第一次打開時，很難有效地保證每級閥芯的有效扼制。因此，我們采用表面成型的帶孔多級閥座。它的結(jié)構(gòu)具有主動特性，可以根據(jù)閥門的開度提供不同的阻力，它也具有被動特性，即穿孔籠式閥芯和孔板的扼制作用(圖6)。

圖5 適用于小流量的防泡閥

　　圖6 不同扼流圈結(jié)構(gòu)的多級防泡閥

　　閃蒸的發(fā)生是由各種流體參數(shù)決定的，不能通過設(shè)計(jì)完全消除。但是，閃蒸的破壞性影響可以-而且必須-完全消除。除了上述提高閥門部件耐久性的方法外，"智能閥門 "還可以在閥體表面涂上硬質(zhì)涂層，并提供耐腐蝕的密封墊(圖7);角閥(圖8);以及帶有保護(hù)籠閥芯的閥門(圖9)。