[发明专利]低噪声笼式调节阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制流体流动的控制阀，特别涉及一种用于降低流量损失及流体噪声的低噪声笼式调节阀。

背景技术

在核能发电、大型化工生产装置等工业领域，调节阀普遍应用于过程控制系统中，用于调节工业自动化过程中的介质流量、压力等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号，自动调节阀门的开度，从而实现工质在阀门入口与出口之间的流动。为了满足各种工况所需的特定流体流动特性，低噪阀常采用在阀出口与进口之间的流道中设置阀笼进行节流。阀笼既可以衰减流动噪声也可减少或消除气穴现象。

调节阀的振动噪声问题属于流体动力噪声问题，由于在阀门的阀腔、流道中普遍存在湍流、分离流等复杂流动现象，所产生的噪声是在没有振动边界或其它外部能源的流体相互作用下产生的，调节阀的噪声控制技术涉及到热能工程、机械振动、声学等多个学科，可以说低噪声调节阀的工作噪声设计是一个极为复杂的问题。在复杂工况条件下，通过控制调节阀的阀塞开度来准确控制流过阀腔的工质流量，阀笼虽然可以通过降低流速来降低工质流动噪声，但在大开度条件下容易造成较大的流量损失。在阀笼的下游，由于高压工质所形成的多股射流的碰撞，又会产生新的湍流噪声源。如何平衡降噪与降低流量损失，避免新的湍流噪声源的产生，是新型低噪声笼式调节阀设计所面临的问题。

图1中示出了现有技术中的一种笼式调节阀，其包括阀体、阀芯9、阀杆1以及阀盖3，阀体内设有阀座10，阀盖3上设有一个压盖2，压盖与阀盖之间设有平衡弹簧7，压盖与平衡弹簧之间设有密封填料5，密封填料的上下两侧分别设有上衬垫4和下衬垫6。所述的阀体中腔内设有一个多孔阀笼8，该调节阀通过阀笼8的孔实现了部分的降噪功能，但其降噪功能有限，也不能有效避免湍流。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种低噪声笼式调节阀，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效降低流体噪声，缓解湍流碰撞，增加大开度条件下通流能力的低噪声笼式调节阀。

为实现上述目的，本发明公开了一种低噪声笼式调节阀，包括三通阀体、阀盖、阀杆、组合阀笼、导流元件、大流量节流元件、涡流分离防护元件、压紧件和阀塞，其特征在于：

所述阀体内设有阀腔、流入通道与流出通道，流入通道与流出通道贯通阀腔，所述导流元件与组合阀笼同轴套装并与流出通道的开口端构成密封配合，所述大流量节流元件的下端开设凹槽，使其定位在导流元件与组合阀笼的上端，所述涡流分离防护元件与压紧件通过焊接固连，压紧件上连接多个减振限位装置，所述阀杆的一端穿过阀盖与阀塞联动，所述阀塞可滑动的罩在导流元件、大流量节流元件及压紧件外缘，且当调节阀处于闭合状态时，阀塞与所述流入通道的密封端面构成密封配合，由此构成流入通道与流出通道的隔断。

其中：所述阀腔为二次曲线形，所述导流元件、组合阀笼、大流量节流阀元件、涡流分离防护元件设置于所述三通阀体内的二次曲线形阀腔中。

其中：所述减振限位装置包括导杆、减振弹簧以及限位器，导杆与压紧件通过螺纹连接，限位器与导杆间隙配合，限位器与阀盖接触构成轴向限位。

其中：导流元件具有圆柱形的外表面与内表面，所述内表面限定具有轴线的笼孔，所述外表面具有至少两个以上贯通的流动区域开口，所述开口与相邻的开口分隔开，所述阀塞在所述外表面上轴向滑动。

其中：所述导流元件外表面上的开口在所述外表面上具有倒角。

其中：所述组合阀笼采用多级节流迷宫式阀笼或笼孔式的单级节流阀笼。

其中：所述导流元件的内表面与组合阀笼外表面之间设置一定间距。

其中：所述大流量节流元件位于导流元件与组合阀笼的上端，大流量节流元件具有外表面与内表面，以及多个在所述内表面与所述外表面之间延伸的流动开口。

其中：所述流动开口在所述外表面上具有倒角。

其中：所述流动开口在所述外表面上具有扩大区域。

其中：所述各流动开口截面尺寸相同或不同。

其中：所述涡流分离防护元件与阀笼压紧件焊接固连后设置于大流量节流元件的上方；所述涡流分离防护元件呈喇叭状回转体结构，下端与流出通道的开口端处于同一水平面内，所述回转体结构具有呈一定曲率的外表面与内表面，在靠近压紧件一端的内表面限定至少两个以上的截面形状为长圆形或圆形的贯通流动区域，每个所述贯通流动区域在所述内表面与所述外表面之间延伸，延伸方向与阀门流入通道轴线平行。

其中：所述贯通流动区域在所述涡流分离元件外表面上具有倒角。