一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，包括A类节流盘片、B类节流盘片、C类节流盘片，以A盘片为基准，将多片B类节流盘片与C类节流盘片从下往上排列，利用节流片内的结构采用销钉将各节流片固定在下压底片A上，最终形成完整的阀笼结构。在阀笼内表面与外表面之间，每个盘片都包含至少一个至多个呈同心圆布置的节流壁，在各节流壁上具有至少一个至多个开口。在B类盘片、C类盘片节流壁间的底面上也具有若干开口，多盘片组合后形成沿阀笼轴向的流动区域，该流动区域可有效增加通过阀笼的流体流量。本发明中的贯通开口将流体分散为多股支流，并且各股支流经过节流壁后又互相碰撞以尽可能的降低了能量级别。
【专利说明】一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种阀。
【背景技术】
[0002]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控制领域中的介质流量、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。为了提供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。此外，阀笼与阀门关闭件同轴安装，从而提高关闭构件的平衡与稳定性。
[0003]由于在阀门流道中普遍存在湍流、分离流等复杂流动现象，使得阀门的工作噪声逐渐成为阀门质量的一项重要评价标准。阀笼的使用可以有效地降低流道内流体的流速，缓解流体的湍流脉动噪声与气蚀噪声。阀内流量的控制由阀塞与阀笼的相对位置决定，通过调节阀门控制构件(例如:阀碟、阀塞)的精确运动来准确控制流过调节阀的工质流量。由于阀笼的节流作用导致笼式调节阀的流量损失较大，阀笼设计时如何平衡减小流体噪声和降低流量损失两方面功能，是新型低噪调节阀门设计所面临的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供降低了高温高压工质的速度，消除了经节流之后压力骤降导致的气蚀现象的一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]本发明一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，其特征是:包括A类节流盘片、B类节流盘片、C类节流盘片，A类节流盘片包括有圆柱形内表面与圆柱形外表面,A类节流盘片的内表面和外表面之间布置两层或两层以上的节流壁，A类节流盘片的外表面所相邻的节流壁上不具有贯通开口，在其余节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口；B类节流盘片包括圆柱形内表面与圆柱形外表面，B类节流盘片的内表面和外表面之间布置两层或两层以上的节流壁，B类节流盘片的外表面所相邻的节流壁上不具有贯通开口，在其余节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，在节流壁之间的盘片底面上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口 ；C类节流盘片包括圆柱形内表面与圆柱形外表面，C类节流盘片的内表面和外表面之间布置两层或两层以上的节流壁，在C类节流盘片的节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，在C类节流盘片的节流壁之间的盘片底面上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口 ；所述的A类节流盘片有一片，B类节流盘片和C类节流盘片分别至少有一片，按照A类节流盘片、B类节流盘片、C类节流盘片的顺序自下而上排列，并通过销钉连接成一体结构。
[0007]本发明还可以包括:
[0008]1、A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的内表面的投影为圆形并重合，A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的外表面的投影为圆形并重合，A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的节流壁的数量相等，A类节流盘片、B类节流盘片或C类节流盘片中相邻的节流壁的贯通开口相互错开。
[0009]2、A类节流盘片有I片，B类节流盘片有4片，C类节流盘片有5片，A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的节流壁均有4个。
[0010]3、所述贯通开口为矩形、圆形、长圆形或菱形。
[0011]本发明的优势在于:本发明中的多级多通道节流盘片中圆柱壁上的贯通开口将流体分散为多股支流，并且各股支流经过节流壁后又互相碰撞以尽可能的降低能量级别，每个流体通道都由特定数量的贯通开口交错而成，每次流体的交汇与分流都将降低流动工质流速，以此实现降低流体噪声的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的立体图；
[0013]图2a为本发明的各节流盘片销钉连接结构示意图a，图2b为本发明的各节流盘片销钉连接结构示意图b;
[0014]图3a为C类节流盘片俯视图，图3b为C类节流盘片立体结构示意图，图3c为贯通开口轴线示意图；
[0015]图4a为B类节流盘片俯视图，图4b为B类节流盘片立体结构示意图；
[0016]图5a为A类节流盘片俯视图，图5b为A类节流盘片立体结构示意图；
[0017]图6a为阀笼纵截面内流道与节流盘片内流道示意图a，图6b为阀笼纵截面内流道与节流盘片内流道示意图b。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0019]结合图1?6，本发明包括:A类下压片、B类节流盘片、C类节流盘片以及用来连接各盘片用的销钉。I片以上的B类、C类节流盘片由下至上顺次排列，应用销钉连接到一片A类下压片上，构成阀笼装置。
[0020]A类下压片具有圆柱形内表面与圆柱形外表面，在外表面所依附的节流壁上不具有贯通开口。在内外表面间呈同心圆布置不少于一层的节流壁，在节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，所述贯通开口为矩形、圆形、长圆形或菱形等规则几何形状。
[0021]B类节流盘片具有圆柱形内表面与圆柱形外表面，在外表面所依附的节流壁上不具有贯通开口。在内外表面间呈同心圆布置不少于一层的节流壁，在节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，所述贯通开口为矩形、圆形、长圆形或菱形等规则几何形状。在节流壁之间的盘片底面上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，所述贯通开口大体成长圆形或圆形等规则几何形状。
[0022]C类节流盘片具有圆柱形内表面与圆柱形外表面。在内外表面间呈同心圆布置不少于一层的节流壁，在节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，所述贯通开口为矩形、圆形、长圆形或菱形等规则几何形状。在节流壁之间的盘片底面上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，所述贯通开口大体成长圆形或圆形等规则几何形状。
[0023]各类节流盘片不同节流壁上的贯通开口的轴线设置在相对于所述阀笼轴线18正交设置的参考平面内，并指向阀笼轴线或相切于以阀笼轴线为中心的一个虚拟圆柱面17上，所述虚拟圆柱面直径应小于阀笼圆柱形内表面的直径。相邻节流壁上的贯通开口轴线沿圆周方向呈固定角度。
[0024]该阀笼由多片节流盘片组合而成，阀门的关闭构件设置在阀笼外或发笼内。节流盘片根据节流的能力不同可分为三类:A类的下压底片，B类节流盘片与C类节流盘片，B类与C类节流盘片从下往上排列，利用销钉顺次固联在下压底片A上。
[0025]各类盘片包含呈同心圆布置的多级节流壁，盘片沿所述节流壁周向布置不少于两个以上的贯通开口的流动区，开口轴线位于相对阀笼轴线正交设置的参考平面内，并指向阀笼轴线。同一盘片内不同节流壁上的开口轴线呈固定角度。其中B类与C类盘片在盘片内相邻两级节流壁之间的底面上布置不少于两个以上的贯通开口的流动区，开口的轴线与阀笼轴线平行，该开口可有效增加通过阀笼的工质流量。
[0026]图1为已知调节阀内阀笼节流组件立体结构示意图，该阀笼结构包括I片下压片A，4片B类节流盘片和5片C类节流盘片组成。A类节流盘片作为阀笼组件的安装基准，在盘片的底面上没有开口。B类与C类节流盘片由下向上顺次排列，在结构11位置上应用销钉连接到下压片A上，如图2所示。阀笼组件具有圆柱形外壁13与内壁12，在内壁与外壁之间阀笼限定了一个或多个流体流动区15、14。这些流动区使得流体工质能够在外壁13与内壁12之间流动，通过阀门的工质流动由阀塞组件在阀笼外或阀笼内的位置决定。
[0027]参见图3至图5，每类节流盘片均包括呈同心圆布置的4级节流壁，如图3所示的cl、c2、c3、c4。在各级节流壁上布置不少于两个以上的贯通开口 14。每个贯通开口大体上为矩形，但是也可以具有其他形状，如圆形、长圆形、菱形等，贯通开口的中心轴线应位于与阀笼轴线成正交平面内，并指向阀笼轴线，相邻节流壁上的贯通开口中心轴线成固定角度，如图3中的a、b、c，角度可以相同也可以不同。各级节流壁上贯通开口的形状、数量、尺寸以及相邻节流壁上开口轴线间的的角度可根据不同工况选择不同的样式。
[0028]为了提高阀笼的通流能力，除下压盘片A以外的其他节流盘片在相邻两级节流壁之间的底面上，在相同位置布置不少于两个以上的贯通开口 15，各节流盘片上的贯通开口15的形状、数量、大小可根据不同工况选择不同的样式。
[0029]多片节流盘片组合后，底面开口 15与各节流壁上开口 14可形成如图6所示的流体流动通道。在阀笼的径向方向上，该流动通道迫使流体由阀笼外表面13通过C类节流盘片c4级节流壁上的开口 14通过c2、c3级节流壁上的开口流动到阀笼内表面cl级节流壁上的开口时，流动方向发生变化，在流动过程中流体发生互相碰撞。在阀笼的轴向方向上，当流体流动通过C类节流盘片c4级节流壁上的开口 14到达B类与A类节流盘片的内表面出口 14时，流体也必须改变流动方向。该流动方向的改变是由于流体被从C类节流盘片的底面到B类节流盘片底面上贯穿的开口 15引导而产生的。一般来说，流体流动方向的变化将造成流体流速、流体压力与流体流动体积的损失，同时也可以有效降低由于流体流动产生湍流噪声、涡流噪声。
[0030]本发明中的多级多通道节流盘片中圆柱壁上的贯通开口将流体分散为多股支流，并且各股支流经过节流壁后又互相碰撞以尽可能的降低能量级别，每个流体通道都由特定数量的贯通开口交错而成，每次流体的交汇与分流都将降低流动工质流速，以此实现降低流体噪声的目的。
【权利要求】
1.一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，其特征是:包括A类节流盘片、B类节流盘片、C类节流盘片，A类节流盘片包括有圆柱形内表面与圆柱形外表面，A类节流盘片的内表面和外表面之间布置两层或两层以上的节流壁，A类节流盘片的外表面所相邻的节流壁上不具有贯通开口，在其余节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口 ；B类节流盘片包括圆柱形内表面与圆柱形外表面，B类节流盘片的内表面和外表面之间布置两层或两层以上的节流壁，B类节流盘片的外表面所相邻的节流壁上不具有贯通开口，在其余节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，在节流壁之间的盘片底面上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口 ；(:类节流盘片包括圆柱形内表面与圆柱形外表面，C类节流盘片的内表面和外表面之间布置两层或两层以上的节流壁，在C类节流盘片的节流壁上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口，在C类节流盘片的节流壁之间的盘片底面上沿圆周方向均匀布置不少于两个以上的贯通开口 ；所述的A类节流盘片有一片，B类节流盘片和C类节流盘片分别至少有一片，按照A类节流盘片、B类节流盘片、C类节流盘片的顺序自下而上排列，并通过销钉连接成一体结构。
2.根据权利要求1所述的一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，其特征是:A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的内表面的投影为圆形并重合，A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的外表面的投影为圆形并重合，A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的节流壁的数量相等，A类节流盘片、B类节流盘片或C类节流盘片中相邻的节流壁的贯通开口相互错开。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，其特征是:A类节流盘片有I片，B类节流盘片有4片，C类节流盘片有5片，A类节流盘片、B类节流盘片和C类节流盘片的节流壁均有4个。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，其特征是:所述贯通开口为矩形、圆形、长圆形或菱形。
5.根据权利要求3所述的一种用于大口径低噪声调节阀的阀笼结构，其特征是:所述贯通开口为矩形、圆形、长圆形或菱形。
【文档编号】F16K47/08GK103629432SQ201310697792
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】曲东越, 刘崇, 邱长华, 栾海峰, 刘江, 王佳典, 徐家磊 申请人:哈尔滨工程大学, 中国船舶重工集团公司第七0三研究所