迷宫式降压调节阀文献综述和参考文献(2)

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张建斌等[8]对调节阀汽蚀现象进行试验研究得出:调节阀在40%、50%、60%和70%四个开度时，各测试点的一组不同的阀前压力、阀门压差和流量等数值，结果表明，在稳流状态下，如忽略次要因素（如阀门流道及管路的表面粗糙度），阀门的局部阻力系数当大于某一临界值时，阀门的流阻系数和雷诺数的关系趋于某一平稳值，即ζ为一常数。而当 Re 达到一定数值的时候，开度为40%、50%、60%三点的流阻系数出现上翘，即ζ突然增大。从汽蚀产生的原因来看，当汽蚀出现时，流体将为水和气的两相混合物，从而会导致水的相对质量会有所降低，而水的相对流速也相应会降低，在相同压差下，水的流速降低，从而导致流阻系数升高。因此说当汽蚀产生时阀门的流阻系数会有所增加。通过试验的方法，绘制出ζ—Re的特性曲线，可以有效地找出汽蚀开始产生的点，因此可对调节阀实际使用中尽量避开汽蚀产生后的工况，从而很大程度上能提高阀门的使用寿命。

从上述文献可以看出，多级降压是一个重要的防止汽蚀破坏的方法。论文网

2.2 多级降压

目前，针对运行于高压差条件下调节阀所产生的噪声、振动等一系列问题，多级降压式调节阀的应对措施主要采用两种方法，即从阀门材质上考虑和从阀门

内部节流结构上考虑[9]。

从材质方面考虑主要是提高节流件的材料硬度，以抵抗汽蚀过程中气泡破裂时释放出的高强度冲击力，减轻高速流体对材料的冲蚀损伤。目前最常使用的方法是对金属材料进行热处理表面硬化，或者是堆焊或喷焊司太莱合金，从而使流

体冲刷处形成硬化表面，保持极高的硬度和强度。除此之外还有化学渗透表面硬

化和陶瓷喷涂表面硬化等处理措施。但是，至今阀门行业仍未能找到一种可以长

期适用于高压差调节阀的材料。所以，通过提高材料硬度来提升调节阀性能的方

法只能是延缓汽蚀与高流速造成的损害，从而延长阀门的使用寿命，并不能从根

本上解决这一问题[10]。

从阀门内部结构上进行考虑就是在常规调节阀的基础上对内部阀芯构造做出不同形式的改进，从而可以让流体进入到多级降压调节阀内部节流件时，特殊的节流件构造发挥作用使流体在流动过程中逐级缓冲膨胀，流体能量不断消耗。流体每经过一级节流就会由于节流降压作用使其压力降低一个等级，这样就将原本常规调节阀内发生的一次较大的压差分解为多次较小的压差，使总的压差进行分段多级降压，使节流降压过程中的流体速度限制在允许范围之内，从而可以有效的避免了由高流速引发的冲蚀及振动噪声等危害的发生，如图多级降压节流过程流体压力与速度图2中所示，多级降压结构使流体在调节阀内部保持了平稳的降压过程。并且，通过多级降压节流组件将原本的压力突变转化为压力渐变，同样能够有效的防止介质流速发生急剧突变，可以使流速的增加控制在允许的范围之内，从而避免了节流过程中由于高流速和强烈的压力波动对阀门及所在管系带来的汽蚀、冲蚀、噪声、振动等不良现象，有助于确保调节阀在高压差条件下的工作性能，延长调节阀的使用寿命。

图2 多级降压节流过程压力速度图

2.3 国内外的研究成果

目前，在专门应用于苛刻工况下的多级降压调节阀研究领域，国外几个调节阀生产企业如美国的CCI与Fisher公司，日本的KOSO株式会社等外企所掌握的技术较为先进，已经生产出了一系列多级降压式调节阀产品，尤其是CCI公司在本文所要研究的迷宫式多级降压调节阀方面，经过多年的研究积累了大量的经验，在行业内占有领先地位。