T968Y多級降壓調節閥近年來在火力發電廠、石油化工等工業部門，流體壓力向更高的壓降方向發展，許多場合需要高壓降調節閥。常規調節閥滿足不了這方面的要求，因為高速流體通過調節閥節流面，使閥內件迅速沖蝕，從而造成調節閥失效。雖然T968Y多級降壓調節閥閥內組件采用抗沖蝕鈷基硬質合金，減輕了沖蝕，但是使用效果仍然不能令人滿意。如采用17-4PH、455、610FM、硬化鉻不銹鋼等材料，盡管它們在耐沖刷、耐高溫方面具有較好的性能，但是仍不能解決閥內組件的沖蝕問題。
流體通過調節閥，壓力降低到飽和蒸汽壓力以下，形成很多微小氣泡（稱為閃蒸），接著壓力回升并高于此飽和蒸汽壓力時，液體中的微小氣泡破裂（此過程稱為空化），所有的能量集中在破裂點上，產生極大的沖擊力，造成對調節閥的氣蝕，其結果造成調節閥報廢。在工作實踐中，管道設計師完全知道空化的破壞作用，并且千方百計避免空化發生。但是實際系統或系統設備的變化會改變系統的壓力條件，而使液體發生空化，其中破壞最嚴重的當屬調節閥產品。
如前所述，材料的選擇不能解決空化問題，還得直接從調節閥的結構設計來解決，這是顯而易見的。開發一種新穎調節閥來滿足這些工況條件似乎是極端困難的，例如，消除高壓降調節閥的噪音本身是一項艱巨工作，不過，下面介紹的調節閥結構，使用效果令人鼓舞，它是解決空化問題的有效方法。
2降壓調節閥設計原理
實踐證明，不銹鋼經受120m/s高速流體的沖刷，不會出現嚴重的磨損，用壓力公式表示為：
h=v2/2g=1202/2×9.8=734.7m≈7.1MPa（水）
式中 h－－水柱高度（m或MPa）
v－－流體速度（m/s）
g－－是重力加速度（9.8m/s2）
也就是說，壓力降等于7MPa左右。所以高壓流體的壓力必須逐級降低，每級限制在7MPa以內。圖1（a）和圖1（b）是兩種調節閥結構，在調節閥壓降一定時，每級限制的壓力降與級數成比例關系。
應該指出，這兩種調節閥控制流體流動的節流口與閥座表面是完全分開的，所以連續節流對零件的沖蝕不影響閥座的密封性。
在圖1（a）的調節閥內流體通過一級節流后，改變90°角度向下流動，而在圖1（b）的調節閥內流體通過一級節流后，改變60°角度向下流動閥內組件流出的液體產生旋轉運動，水的密度增加，通過離心作用，迫使水沖擊管壁。重量較輕的氣泡仍保持在流體的中心，它們的破裂對管壁不造成破壞。在流體流動過程中，流體以紊流的形式消耗高速流體的能量，防止空化產生。
為了保證流通能力、流量特性，本設計改變閥芯開口槽在節流套筒中的位置并改變流體的流通面積，以達到調節流量的目的。流體流通面積的設計具有兩個優點：一是把流體破壞性的邊界速度維持在最小程度；二是設有一個最大的間隙通道，讓液體中的固體顆粒通過節流區域，把磨損減少到最小程度。
高速流動總是伴隨著巨大的噪音，流速低于120m/s，沒有噪音。所以設計上使液體通過調節閥的速度不超過120m/s，或者把壓降限制在7MPa以下，噪音不會很大。
3調節閥的結構
液體從閥芯上部流入閥內，分成2股或3股向下流動，方向改變90°或60°后逐級向下流動，并且流動方向每經過一級而改變一次。當流體離開出口時，除了有向前運動的速度之外，還有旋轉運動的速度。
節流級數的多少取決于閥上的總壓降。安全系數選擇大一點的話，每個節流級的壓降不超過5MPa。甚至為了使閥芯的扭距達到平衡，也要多加幾個節流級。閥座密封面呈角型以提高密封性，閥芯與節流襯套之間間隙要保持最小，這樣閥芯稍微打開，保證閥座密封面到節流級的壓降能有效地轉化成能量損失，閥芯再往上移動，同時打開全部節流級的節流口，直到達到最大流量為止。
設計這種調節閥結構時，最主要是保證使用壽命長，但也要考慮到維修簡單。采用閥座與節流襯套緊配合結構，并由套筒壓緊，實現拆卸方便。上閥蓋設有雙層填料結構，節流襯套和上閥蓋之間用纏繞墊片密封，只要機加工公差保持在規定的范圍內，就可保證密封絕對嚴密。
調節閥配用薄膜彈簧執行機構或電動執行機構，公稱通徑DN25~DN80，采用非壓力平衡式的結構，閥座與閥桿面積幾乎相等，所以不需要很大的推力。
隨著現代機械加工方法的發展，任意形狀的開口槽都可加工。我們曾研究過許多不同形狀的開口槽，實踐表明，用常規的齒輪銑刀加工出的開口槽，它的流量特性接近于等百分比流量特性。由于存在著許多阻力，所以特性曲線也稍有變化，圖2是這種調節閥典型的流量特性曲線。
4應用
我們開發T968Y多級降壓調節閥的主要目的是滿足火力發電廠高壓降的需要，此外，給水泵再循環、再熱器和過熱器的噴水降溫都需要這種調節閥。給水泵再循環大部分需要二位式調節閥，即系統發生故障時調節閥全開，保證給水泵不受破壞，薄膜彈簧執行機構帶上一臺三通電磁閥就能滿足這種工藝要求。在正常運行情況下，工廠的供氣通過過濾減壓閥及電磁閥輸入到執行機構的氣室。一旦氣源出現故障，執行機構中的彈簧使閥迅速打開。根據需要，也可使執行機構推桿向相反的方向動作，把調節閥關閉。 |