迷宮式調(diào)節(jié)閥的工作原理

電動或者氣動多級迷宮調(diào)節(jié)閥采用的是多級軸流壓套組成的迷宮式流道調(diào)節(jié)閥，*控制了流過閥內(nèi)的介質(zhì)的流速，大幅度的降低了高壓氣體或者蒸汽在閥內(nèi)產(chǎn)生的噪音，穩(wěn)定的多級別降壓有效使液體不會產(chǎn)生氣蝕，是使用在高壓介質(zhì)場所性能穩(wěn)定的控制閥，可選擇多彈簧氣動簿膜機(jī)構(gòu)或電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。迷宮式調(diào)節(jié)閥，采用迷宮式閥籠結(jié)合不平衡式內(nèi)件設(shè)計(jì)，迷宮式套筒由多個同軸表面分布著迷宮曲徑的圓柱碟片組成。根據(jù)不同工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)出不同的迷宮曲徑規(guī)格與疊合成數(shù)層組成閥籠。適合于各種容易產(chǎn)生阻塞流動造成氣蝕的工況。不平衡內(nèi)件規(guī)格適合于口徑較小，溫度高的場合。
 
二、迷宮式調(diào)節(jié)閥的工作原理的特征和應(yīng)用
迷宮式套筒由同多個同軸表面分布著迷宮曲徑的圓柱碟片組成。根據(jù)介質(zhì)工藝參數(shù)不同，設(shè)計(jì)不同的迷宮曲徑規(guī)格與疊合層數(shù)組成閥籠，閥籠將總的流道分成許多細(xì)小的迂回甚至臺階狀分布的節(jié)流流道，迫使流體不斷地改變流向與流通面積逐步降低流體的壓力，以達(dá)到預(yù)防閃蒸空化的發(fā)生，延長閥內(nèi)件的使用壽命。采用平衡式套筒閥芯，閥芯與閥座的緊密配合確保了極低的泄漏。此種閥內(nèi)件適合于各種易產(chǎn)生阻塞流動造成汽蝕的工況。
以著名的進(jìn)口高壓調(diào)節(jié)閥品牌美國威盾VTON的迷宮式調(diào)節(jié)閥為例，一般用于高溫高壓的蒸汽，以及給水場合。
 
高溫高壓進(jìn)口調(diào)節(jié)閥被廣泛地應(yīng)用于電站、冶金、石化等許多行業(yè)，高溫高壓調(diào)節(jié)閥的汽蝕、噪音和震動等問題，一直是一個難以解決的課題。從20世紀(jì)90年代開始，開發(fā)研制了迷宮式系列調(diào)節(jié)閥。這是目前最新一代的、具有較高技術(shù)含量的調(diào)節(jié)型閥門。它運(yùn)用成熟的技術(shù)，成功地解決了普通控制閥門所遇到的諸如汽蝕、高噪音、震動等問題，目前已應(yīng)用在電廠鍋爐減溫水、給水泵最小流量控制以及其他流量調(diào)節(jié)中。
 
迷宮式進(jìn)口調(diào)節(jié)閥可專門針對用戶的不同要求來設(shè)計(jì)，通過對介質(zhì)流速的控制而消除汽蝕、噪音、腐蝕及震動問題。迷宮式調(diào)節(jié)閥在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成快拆式，維修方便，可很便捷地更換閥芯；在流量特性上采用個案設(shè)計(jì)，從而提供比較精確的流量控制，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年P(guān)閉特性。電廠采用迷宮式調(diào)節(jié)閥，可保證安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，提高效率并延長維修周期。

 
三、迷宮式調(diào)節(jié)閥的工作原理
 
對于普通單級降壓閥門，當(dāng)介質(zhì)進(jìn)入時其壓力為p1，流速為v1。當(dāng)介質(zhì)流動到閥芯部分時，由于閥芯與閥座的節(jié)流作用，產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，因此流速會迅速增加至v2，而壓力則迅速降低至p2，且往往低于該介質(zhì)的飽和汽化壓力Pv。在這種情況下，介質(zhì)汽化，形成氣泡。當(dāng)介質(zhì)流過閥芯和閥座形成的頸縮部后，由于通道的改變，工況條件也發(fā)生了變化，壓力口升，動能轉(zhuǎn)換為勢能，此時的壓力回復(fù)為P3，速度回復(fù)為v3，如圖1所示。

 
當(dāng)壓力超過該介質(zhì)的飽和汽化壓力Pv時，剛才形成的氣泡就會發(fā)生破裂，產(chǎn)生*的局部壓力。氣泡破裂時的巨大能量能在瞬間對閥芯、閥座等節(jié)流元件產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，形成所謂的汽蝕現(xiàn)象。汽蝕勢必造成閥門的損壞，導(dǎo)致泄漏，產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音并引起閥門內(nèi)件的震動，從而影響整個系統(tǒng)的安全性和效率。
 
由于汽蝕會對節(jié)流元件產(chǎn)生高達(dá)幾千個大氣壓的表面沖擊壓力，因此，單純靠提高閥芯、閥座的表面硬度是無法從根本上解決汽蝕問題的。迷宮式調(diào)節(jié)閥的抗汽蝕設(shè)計(jì)（見圖2）是利用迷宮式芯包多級降壓的原理，通過強(qiáng)制介質(zhì)流經(jīng)一系列的直角彎道使流速得到*的控制，達(dá)到逐級降壓的目的。無論壓降大小，這些彎道的阻力使得介質(zhì)流出芯包的速度受到限制。經(jīng)過多級降壓，使介質(zhì)的壓力始終維持在介質(zhì)的飽和汽化壓力pv之上，從而避兔了汽蝕現(xiàn)象，消除了不安全因素。

 
 迷宮式調(diào)節(jié)閥的工作原理
迷宮式芯包由多片迷宮盤片在特殊條件下粘合（用進(jìn)口粘接劑）而成，如圖3所示。每片迷宮盤片用專用成型方法加工形成很多通道，而每個通道能通過一定量的介質(zhì)，通道內(nèi)由一系列的直角彎道提供介質(zhì)阻力（見圖4）。根據(jù)用戶不同的要求，經(jīng)過精確的計(jì)算，選定不同彎道級數(shù)，使得流經(jīng)迷宮式芯包的介質(zhì)速度始終限制在一定范圍內(nèi)。參照國外的成熟經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)流速小于或接近30m/S時，對節(jié)流元件的沖蝕影響最小。
 
 
由于每一片迷宮盤片的流量及彎道數(shù)量可以改變，而且盤片的厚度可以設(shè)計(jì)得很?。ㄈ?.5mm），所以閥門就可以根據(jù)用戶的特殊要求來設(shè)計(jì)，以提供精確的流量控制。根據(jù)閥門的應(yīng)用場合及用戶的要求，調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線可設(shè)計(jì)為線性、等百分比、修正等百分比以及其他特殊曲線形式。
 
由于電廠閥門中的工作介質(zhì)基本上都是流體（主要是水），因此迷宮式進(jìn)口調(diào)節(jié)閥一般采用流關(guān)型結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用流關(guān)型結(jié)構(gòu)時，進(jìn)入閥體的介質(zhì)，首先經(jīng)過芯包，再經(jīng)過閥芯，最后由閥座流出，如圖5所示。閥門流向由標(biāo)在閥體上的標(biāo)牌所指示。