軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范

軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范本廠技術(shù)人員在借鑒德國、日本經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)國內(nèi)設(shè)計(jì)制造及實(shí)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)流體力學(xué)特性而開發(fā)出來的調(diào)速調(diào)壓型閥門。已經(jīng)在電站、引水、供水等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過改進(jìn)的本系列流量調(diào)節(jié)閥不但適用于清水，對(duì)于天然江河湖泊水、輕度污水具有良好的耐受能力。從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和材料選用上解決了多年來流量調(diào)節(jié)閥易結(jié)垢，卡阻，驅(qū)動(dòng)裝置偏大的難題。軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥是在引進(jìn)和消化國內(nèi)外調(diào)節(jié)閥技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善的一種管路控制設(shè)備。它是專門為流量控制和減壓消能而設(shè)計(jì)的，是流量控制和減壓消能的優(yōu)組合。適宜安裝在管線的中間，主要應(yīng)用于輸水管線的流量或壓力控制、電站流量控制、泵控制、水池水位控制、水庫排放以及地下水的補(bǔ)給。

各種閥門允許氣蝕指數(shù)對(duì)比圖

軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥的流量控制和能量消耗是通過套筒上的噴孔數(shù)量的變化來實(shí)現(xiàn)的。套筒上的噴孔是按每個(gè)具體工程詳細(xì)工況特殊設(shè)計(jì)的。套筒調(diào)節(jié)閥具有優(yōu)異的抗氣蝕性能，通過*的抗氣蝕結(jié)構(gòu)，使氣蝕的發(fā)生區(qū)域遠(yuǎn)離閥門內(nèi)壁金屬表面，從而避免氣蝕對(duì)閥門的破壞，減少閥門運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪音。在每一個(gè)工程的實(shí)際運(yùn)行中，軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥都能提供優(yōu)的流量控制或壓力控制?；钊y采用不同出口部件，其臨界汽蝕（氙）變化曲線所示。按式（23-6)計(jì)算的5值在圖23-58的乳曲線下方時(shí)，說明出現(xiàn)汽蝕，這時(shí)應(yīng)改變壓力值或更換出口部件類型。當(dāng)5值在曲線上方時(shí)，汽蝕不明顯，若有噪聲則是因?yàn)槠渌蛟斐?。多噴孔調(diào)節(jié)閥，又稱套筒式調(diào)節(jié)閥，它分軸流式、淹沒式及Y形直列式。圖23-59所示為多噴孔軸流式調(diào)節(jié)閥。

調(diào)流原理
閥門上游側(cè)管道中的水，從套筒外部經(jīng)過節(jié)流孔噴向內(nèi)部，再流向閥門下游側(cè)。由于噴出的水流在水中消能，同時(shí)使流體在離開閥壁后產(chǎn)生的汽蝕在水中消除，從而使該閥兼?zhèn)鋬?yōu)良的消能（減壓）效果和耐汽蝕性。流量或壓差的調(diào)節(jié)是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)套筒 閘在噴管上滑動(dòng)，從而使套管上參與工作的節(jié)流孔的個(gè)數(shù)增加或減少來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。該閥是利用多束水流中心對(duì)撞來減壓消能的，小孔對(duì)稱分布于噴管的壁上，如圖23-60所示。

二、軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)品性能

因?yàn)橹笨琢鲬B(tài)，壓力恢復(fù)在噴孔內(nèi)，氣泡在噴孔內(nèi)破裂，汽蝕會(huì)損壞噴孔，產(chǎn)生噪聲與振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)危及套筒本體，影響閥門壽命；錐孔W流態(tài)不斷加速，水流速快的部位在噴孔外，從而減少振動(dòng)，避免對(duì)噴孔產(chǎn)生汽蝕。此閥門能在用戶給定的：大工
作流量Qmax、小工作流量Qnin、大工作壓力差 AHn.x,小工作壓差四條指標(biāo)線圍成的區(qū)域內(nèi)，通過調(diào)節(jié)閥門開度，達(dá)到工程需要的任意一個(gè)壓差和流量Q。閥門任一開度下流量與壓差的關(guān)系符合如下公式：

Kv=Q(忐)1/2 (23_7)
式中Kv——閥門在某開度下的流量系數(shù)（制造廠提供)；
Q 介質(zhì)（水）流量，m3/h;
p^介質(zhì)相對(duì)密度，對(duì)于水，
AH一閥前后壓差，bar。

1、閥門口徑從200mm-1800mm，允許過閥流量從1080m3/h-86400m3/h，減壓比可達(dá)到20:1。
2、通過特殊噴孔的設(shè)計(jì)可以提供優(yōu)的流量控制。
3、在小流量，高壓差或大流量的工況下，閥門震動(dòng)、噪音依然很小。
4、閥門口徑和行程可以實(shí)現(xiàn)1:1，比短行程閥門抗氣蝕能力更強(qiáng)。
5、通過眾多數(shù)量的噴孔設(shè)計(jì)，分散能量的消耗，比短行程閥門振動(dòng)更小，適應(yīng)范圍更大。
6、允許氣蝕系數(shù)為0.15，在大流量和高壓差工況下，一個(gè)套筒調(diào)節(jié)閥可以替代多個(gè)傳統(tǒng)閥門且不會(huì)產(chǎn)生氣蝕破壞和振動(dòng)。
7、套筒匝滑動(dòng)表面采用硬質(zhì)合金，硬度高，耐磨，能有效避免高速水流對(duì)套筒匝的沖蝕，同時(shí)可以剪斷堵塞錐孔的雜物。
8、采用電手動(dòng)、液動(dòng)、水動(dòng)（先導(dǎo)）、手動(dòng)等多種可選操作方式。

三、軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范典型應(yīng)用

本閥應(yīng)用于自來水、引水、水電站、循環(huán)水等工程管路上或末端，作為壓力調(diào)節(jié)閥、流量調(diào)節(jié)閥或放水流通過小孔對(duì)撞于閥門的中心線上，徑向流速急速降低，在噴管的形成細(xì)小的紊流區(qū)，水內(nèi)部的劇烈碰撞和摩擦，消除了大部分的能量。該閥在消能的同時(shí)消除了汽蝕的產(chǎn)生，關(guān)鍵在于噴孔的孔形采用錐孔而不是直孔，水流在錐孔與直孔中的流態(tài)如圖 23-61所示。

減壓閥 - 管線壓力的控制與調(diào)節(jié)
調(diào)流閥 - 管線流量控制
四、軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)水力參數(shù)表

執(zhí)行器、閥桿、轉(zhuǎn)向套、連接臂、閥芯共同組成曲臂連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。閥桿在執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)下作0-90°角行程運(yùn)動(dòng)，在曲臂連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用 下，閥芯在閥套內(nèi)作左、右軸向運(yùn)動(dòng)，對(duì)閥門下游流量或壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。閥體由閥外體和閥內(nèi)體構(gòu)成，是一完整的鑄造體，閥的內(nèi)外體之間有一軸向?qū)ΨQ流道，流體 在閥門內(nèi)沿軸向流動(dòng)，流阻小、流通能力大、噪聲低。
4.1關(guān)閉狀態(tài)：閥芯硬密封端面緊壓在閥座的端面上形成一道硬質(zhì)密封副，同時(shí)與鑲嵌閥芯套和閥座之間的軟密封橡膠墊組成軟密封副。硬軟雙質(zhì)密封副保證了氣體介質(zhì)零泄漏。
4.2緩壓狀態(tài)：閥芯下端設(shè)置有緩，閥芯離開閥座時(shí)有一段緩壓空行程，在閥芯處于小開度時(shí)，由緩先節(jié)流，再由閥芯端面與閥芯套節(jié)流，分級(jí)降壓避免小開度形成高速流體對(duì)密封面和節(jié)流面的沖刷。
4.3調(diào)節(jié)控制狀態(tài)：根據(jù)下游流量或壓力需求情況，在執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)下，閥芯在閥套內(nèi)左右軸向移動(dòng)，對(duì)下游流量或壓力進(jìn)行平衡。閥套窗口為等百分比設(shè)計(jì)，流量小時(shí)，流量變化小，流量大時(shí)，則流量變化大，在不同開度上，具有相同的調(diào)節(jié)精度。

五、軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥主要由進(jìn)水閥體、出水閥體、套筒、套筒匝、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、密封座、密封圈等部件組成。噪聲小、振動(dòng)小；具有耐汽蝕性能，具有流量、 壓力調(diào)節(jié)特性；有防堵塞及清、排雜物措施；可自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)閥后壓力、流量。

性能特點(diǎn)
ACVF采用分體式結(jié)構(gòu)，閥座、閥芯等內(nèi)件由閥體中間裝入，避免了一體式結(jié)構(gòu)閥座由法蘭內(nèi)孔裝入，并由絲圈固定對(duì)流道直徑的減弱。閥芯運(yùn)動(dòng)方式采用曲臂連桿結(jié)構(gòu)，易于安裝、維修。
5.1零泄漏級(jí)密封：閥芯、閥座采用硬軟雙質(zhì)密封副，節(jié)流部位與密封面*分開，減小了氣流對(duì)密封面的沖刷，滿足高壓 氣、液介質(zhì)“零泄漏” 。即使在惡劣的工作條件下，調(diào)節(jié)閥都能在全壓力范圍內(nèi)保持關(guān)閉嚴(yán)密。在要求調(diào)節(jié)閥必須維持99%嚴(yán)密關(guān)斷的應(yīng)用場合，密封系統(tǒng)的可靠性具有的 記錄，即使在超期使用也能做到這一點(diǎn)。該特性與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類無關(guān)。
5.2壓力平衡：調(diào)節(jié)閥閥芯為平衡式結(jié)構(gòu)，閥芯上開設(shè)腰型孔，閥芯左右端壓力平衡。啟閉力矩小，開啟、調(diào)節(jié)輕便靈活。操作力矩*與閥門兩端的壓力無關(guān)，與傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥相比，同等規(guī)格選用扭矩較小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)便可滿足。
5.3結(jié)構(gòu)緊湊：對(duì)于同樣的應(yīng)用場合，同一尺寸的閥門，該調(diào)節(jié)閥比傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)更緊湊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)更小，這對(duì)于重量和尺寸要求嚴(yán)格的項(xiàng)目是非常重要的。與角形調(diào)節(jié)閥相比，它可以使配管布置更簡化。軸向式設(shè)計(jì)不僅使結(jié)構(gòu)更緊湊，而且使噪音更低，并減小流體對(duì)管道的沖蝕。
5.4自動(dòng)除渣功能：緩的設(shè)計(jì)，在開啟和關(guān)閉的瞬間對(duì)密封面進(jìn)行清掃除渣，避免密封面劃傷，使用壽命長。

六. 軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)
該調(diào)節(jié)閥主要構(gòu)成部件：左閥體、右閥體、閥蓋、閥桿、導(dǎo)向套、裝向套、連接臂、閥芯、閥芯套、閥芯、閥芯密封調(diào)節(jié)套、閥座。
6.1軸流式：介質(zhì)在閥門內(nèi)部具有流線型并均勻?qū)ΨQ的自由流通路徑，降低了流體局部高速流、紊流、噴射流等的沖擊，提高了閥門的穩(wěn)定性，噪聲低，并大限度提高了單位面積的流通能力。
6.2全平衡閥芯：閥芯安裝在閥套內(nèi)部，閥芯和調(diào)節(jié)套上設(shè)置通孔，使閥芯左右側(cè)始終壓力平衡，操作力矩小。
6.3連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)表面經(jīng)滲氮硬化處理，具有較高的耐磨性、耐腐蝕性。連接機(jī)構(gòu)為90°角行程，使閥芯左右移動(dòng)迅速，調(diào)節(jié)靈敏。
6.4全流通面積：閥體為左右閥體對(duì)夾式結(jié)構(gòu)，閥座由閥體內(nèi)部安裝，完保證法蘭內(nèi)孔面積為全通徑，避免了閥座由法蘭內(nèi)孔裝入而降低流道直徑。
6.5密封零泄漏：閥座上設(shè)置軟密封墊，閥芯閥座密封面堆焊硬質(zhì)合金，形成硬軟雙質(zhì)密封。閥芯后端設(shè)置密封調(diào)節(jié)套，閥門組裝好后進(jìn)行微調(diào)，使閥芯*貼合閥座密封面，實(shí)現(xiàn)密封零泄漏。
6.6閥芯設(shè)置緩：避免關(guān)閉瞬間顆粒雜質(zhì)卡在密封面造成密封副損壞。

軸流式多噴孔套筒調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)具有防堵塞及清、排雜物措施
①由于該閥采用多小孔射流來減緩汽蝕，對(duì)于水中有草、雜物的情況是容易出現(xiàn)封堵故障的；
②本閥在底部設(shè)有排污閥和排污管接口來清排雜物；
③滑動(dòng)套筒前端為硬質(zhì)合金刀口狀，能剪斷和刮下附在網(wǎng)孔套筒上的雜物，通過排污口排除；
④本閥門設(shè)有排污人孔或手孔蓋，可人工清排雜物；
⑤套筒上的節(jié)流孔直徑根據(jù)水質(zhì)及調(diào)節(jié)精度合理選取，使不太大的雜物直接通過網(wǎng)孔排向下游；
⑥本閥門具有反沖洗功能，能配合排污閥反沖洗排污。