气动角式多级降压调节阀设计规范

冶金阀门厂家北方阀门集团技术部整理，气动角式多级降压调节阀是一种多级降压高压角阀，包括阀体、套筒和阀芯，套筒安装在阀体内，阀芯安装在套筒内，其特征在于：所述阀芯由阀芯头部、阀芯主体和阀芯尾部组成，其中阀芯主体上设置有交错排布的梯形结构的槽和环；所述套筒内设置有与所述槽和环相匹配的环形槽；阀芯和套筒的中心线与轴向流动的流道相平行。采用多级，轴向流动的流道，流向平行于阀芯和套筒的中心线。阀芯上加工有交错排布的“梯形”槽和环，套筒上对应加工有环形槽。流体压力在阀芯长度方向流动时逐级减小，压降分担在多个阶梯上，这样就可以适应更苛刻的工艺条件并增加阀内件的使用寿命。

角式多级降压调节阀，适用于压差较大，容易产生闪蒸、空化现象的场合。根据工况要求，设计多个不同的多孔笼套组合而成一个多级降压阀内件，使流体从接触的只笼套开始，消耗高速介质的内能，降低流速。同时由于是多个笼套组成，所以是一个逐渐降压的过程，使介质始终处于其饱和蒸汽压之上，消除了产生汽蚀现象的可能。标准型配置为不平衡式单座阀芯，阀芯阀座通过硬化处理，延长阀内件使用寿命。对于大口径的阀门可以设计成平衡式的套筒阀结构。

实用新型涉及一种阀门，具体涉及一种用于高压场合的多级降压角阀，属于机械设备自动控制技术领域。采用多级节流形式来分摊压差，减少了气蚀、冲蚀、挠流破坏，大大提高了调节阀的使用寿命，特别是用在尿素系统中比普通高压阀寿命提高2-3倍。阀体为直角形，阀芯为单导向结构，阀体流路简单，阻力小，特别适用于高粘度，含有悬浮物和颗粒状介质流体的调节，可避免结焦、粘结、堵塞。

1 、气动角式多级降压调节阀设计规范调节功能

1) 流量特性

流量特性是反映气动薄膜调节阀的开度与流量的变化关系，以适应不同的系统特性要求，如对流量调节系统反应速度快需对数特性；对温度调节系统反应速度慢，需直线流量特性。流量特性反映了气动薄膜调节阀的调节品质。

2) 可调范围R

可调范围反映气动薄膜调节阀可控制的流量范围，用R＝Qmax：Qmin之比表示。R越大，调节流量的范围越宽，性能指标就越好。通常阀的R＝30，好的阀，如V型球阀、全功能超轻型气动薄膜调节阀，R可达100～200。

3) 小开度工作性能

有些阀受到结构的限制，小开度工作性能差，产生启跳、振荡，R变得很小 (即Qmin很大)，如双座阀、衬胶蝶阀。好的阀小开度应有微调功能，即可满足很小流量的调节，且工作又要求十分平衡，这类阀如V型球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型气动薄膜调节阀。

4) 流量系数Cv或Kv

流量系数表示通过流量的能力，同口径Kv值越大越好，尤其是球阀、蝶阀，它们的Cv/Kv值是单座阀、双座阀、套筒阀的2～3倍。

5) 调节速度

满足系统对阀动作的速度要求。

2 、切断功能

切断功能由阀的泄漏量指标来表示，切断通常指泄漏量小于0.001％，它反映阀的内在的质量。在阀的使用中，对国产阀泄漏量大的呼声反映很大。

3 、克服压差功能

它通常用阀关闭时的允许压差来表示，允许压差越大，此功能也就越好。如果考虑不周到，阀芯就会被压差顶开，造成阀关不到位，泄漏量超标。因此，保证阀切断就必须克服阀关闭时的工作压差。

4、 防堵功能

对不干净介质的调节或者即使是干净介质，管道中的焊渣等杂物都可能造成阀堵塞或被卡住，因此要求阀应有较好的防堵功能，使之正常调节。防堵性是流路的单座角阀和旋转类阀，如球阀、蝶阀、偏心阀；流路复杂的阀、上下衬套导向的阀，迷宫式多级降压阀易造成堵卡。

5、 耐蚀功能

抵抗介质的腐蚀和冲蚀和气蚀，以提高阀的使用寿命。阀的腐蚀是由介质的化学性能引起的材质腐蚀问题，通常选用耐腐蚀的材料来解决；冲蚀是由高速流动的介质、含颗粒的 介质所致。解决的途径是选用耐磨的材料，如堆焊斯泰莱合金或碳化钨。气蚀则要在机构结构上采用反汽蚀措施，对高压阀、大压差工作的气动薄膜调节阀 要采用多级降压的形式。

6 、耐压功能

它反映阀的强度和安全指标，即介质不能通过密封处和阀体缺陷处向外渗漏。出厂时通常用1.5倍公称压力作试验来检验。对高压介质最好是采用锻件结构；铸铁阀的耐压强度是的，通常应选铸钢阀。

7 、耐温功能

满足不同温度条件下阀的强度和性能，温度的较大变化会使阀体材质的强度降低，因此阀必须满足介质的温度变化范围的要求，使阀在工作温度下有较好的强度和安全保证。

8 、外观和重量

反映阀的外观质量且要求仪表化、轻型化、小型化。其重量应越轻越好，以方便使用，如起吊、安装、维护等。工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀体部件，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀体部件又与一个或多个执行机构相连。执行机构用来响应控制元件送来的信号。”可见，气动薄膜调节阀是由执行机构和阀体部件两部分组成，套筒型高压角阀的原理是:通过阀芯在套筒内的上下滑动，来调节流量。普通套筒没有降压效果，或者降压效果较差，当用在高压场合时，流体快速流过节流部件，容易形成空化和气蚀，会对节流部件造成严重冲刷，大大降低阀门的寿命。

气动角式多级降压调节阀设计规范

目前也有一种多级降压的套筒，这种阀门的套筒是有几层开有小孔的圆筒构成。利用层与层之间的空腔来恢复流体压力。当流体通过阀门时，交替膨胀和压缩几次，流经多级式套筒后逐步降压，以便在快速降压的同时，降低噪音。但是流体经过多个通道进入同一个压力恢复型腔，流体通过小孔时的膨胀率不可能被精确的估计和控制。而且，要达到很好的降压效果，需要流道有很多的变向通道，导致这种套筒制造起来难度很大。

适用于压差较大，容易产生闪蒸、空化现象的场合。根据工况要求，设计多个不同的多孔笼套组合而成一个多级降压阀内件，使流体从接触的只笼套开始，消耗高速介质的内能，降低流速。同时由于是多个笼套组成，所以是一个逐渐降压的过程，使介质始终处于其饱和蒸汽压之上，消除了产生汽蚀现象的可能。标准型配置为不平衡式单座阀芯，阀芯阀座通过硬化处理，延长阀内件使用寿命。对于大口径的阀门可以设计成平衡式的套筒阀结构。