進口高壓迷宮式調節(jié)閥

一、迷宮式調節(jié)閥的定義

電動或者氣動多級迷宮調節(jié)閥采用的是多級軸流壓套組成的迷宮式流道調節(jié)閥，完全控制了流過閥內的介質的流速，大幅度的降低了高壓氣體或者蒸汽在閥內產生的噪音，穩(wěn)定的多級別降壓有效使液體不會產生氣蝕，是使用在高壓介質場所性能穩(wěn)定的控制閥，可選擇多彈簧氣動簿膜機構或電動執(zhí)行機構等。

二、迷宮式調節(jié)閥的特征和應用

迷宮式套筒由同多個同軸表面分布著迷宮曲徑的圓柱碟片組成。根據介質工藝參數不同，設計不同的迷宮曲徑規(guī)格與疊合層數組成閥籠，閥籠將總的流道分成許多細小的迂回甚至臺階狀分布的節(jié)流流道，迫使流體不斷地改變流向與流通面積逐步降低流體的壓力，以達到預防閃蒸空化的發(fā)生，延長閥內件的使用壽命。采用平衡式套筒閥芯，閥芯與閥座的緊密配合確保了極低的泄漏。此種閥內件適合于各種易產生阻塞流動造成汽蝕的工況。

以*的進口高壓調節(jié)閥品牌美國威盾VTON的迷宮式調節(jié)閥為例，一般用于高溫高壓的蒸汽，以及給水場合。

高溫高壓進口調節(jié)閥被廣泛地應用于電站、冶金、石化等許多行業(yè)，高溫高壓調節(jié)閥的汽蝕、噪音和震動等問題，一直是一個難以解決的課題。從20世紀90年代開始，美國威盾VTON集團閥門公司，開發(fā)研制了迷宮式系列調節(jié)閥。這是目前*一代的、具有較高技術含量的調節(jié)型閥門。它運用成熟的技術，成功地解決了普通控制閥門所遇到的諸如汽蝕、高噪音、震動等問題，目前已應用在電廠鍋爐減溫水、給水泵最小流量控制以及其他流量調節(jié)中。

迷宮式進口調節(jié)閥可專門針對用戶的不同要求來設計，通過對介質流速的控制而消除汽蝕、噪音、腐蝕及震動問題。迷宮式調節(jié)閥在結構上設計成快拆式，維修方便，可很便捷地更換閥芯；在流量特性上采用個案設計，從而提供比較精確的流量控制，具有嚴謹的關閉特性。電廠采用迷宮式調節(jié)閥，可保證安全、穩(wěn)定地運行，提高效率并延長維修周期。

三、迷宮式調節(jié)閥的工作原理

對于普通單級降壓閥門，當介質進入時其壓力為p1，流速為v1。當介質流動到閥芯部分時，由于閥芯與閥座的節(jié)流作用，產生頸縮現(xiàn)象，因此流速會迅速增加至v2，而壓力則迅速降低至p2，且往往低于該介質的飽和汽化壓力Pv。在這種情況下，介質汽化，形成氣泡。當介質流過閥芯和閥座形成的頸縮部后，由于通道的改變，工況條件也發(fā)生了變化，壓力口升，動能轉換為勢能，此時的壓力回復為P3，速度回復為v3，如圖1所示。

當壓力超過該介質的飽和汽化壓力Pv時，剛才形成的氣泡就會發(fā)生破裂，產生極強的局部壓力。氣泡破裂時的巨大能量能在瞬間對閥芯、閥座等節(jié)流元件產生嚴重的破壞，形成所謂的汽蝕現(xiàn)象。汽蝕勢必造成閥門的損壞，導致泄漏，產生嚴重的噪音并引起閥門內件的震動，從而影響整個系統(tǒng)的安全性和效率。

由于汽蝕會對節(jié)流元件產生高達幾千個大氣壓的表面沖擊壓力，因此，單純靠提高閥芯、閥座的表面硬度是無法從根本上解決汽蝕問題的。

迷宮式調節(jié)閥的抗汽蝕設計（見圖2）是利用迷宮式芯包多級降壓的原理，通過強制介質流經一系列的直角彎道使流速得到完全的控制，達到逐級降壓的目的。無論壓降大小，這些彎道的阻力使得介質流出芯包的速度受到限制。經過多級降壓，使介質的壓力始終維持在介質的飽和汽化壓力pv之上，從而避兔了汽蝕現(xiàn)象，消除了不安全因素。

迷宮式芯包由多片迷宮盤片在特殊條件下粘合（用進口粘接劑）而成，如圖3所示。每片迷宮盤片用專用成型方法加工形成很多通道，而每個通道能通過一定量的介質，通道內由一系列的直角彎道提供介質阻力（見圖4）。根據用戶不同的要求，經過精確的計算，選定不同彎道級數，使得流經迷宮式芯包的介質速度始終限制在一定范圍內。參照國外的成熟經驗，當流速小于或接近30m/S時，對節(jié)流元件的沖蝕影響最小。

由于每一片迷宮盤片的流量及彎道數量可以改變，而且盤片的厚度可以設計得很?。ㄈ?.5mm），所以閥門就可以根據用戶的特殊要求來設計，以提供精確的流量控制。根據閥門的應用場合及用戶的要求，調節(jié)閥的流量特性曲線可設計為線性、等百分比、修正等百分比以及其他特殊曲線形式。

由于電廠閥門中的工作介質基本上都是流體（主要是水），因此迷宮式進口調節(jié)閥一般采用流關型結構。當采用流關型結構時，進入閥體的介質，首先經過芯包，再經過閥芯，*由閥座流出，如圖5所示。閥門流向由標在閥體上的標牌所指示。

四、迷宮式調節(jié)閥的分類

1、平滑式迷宮密封

平滑式迷宮密封有整體和鑲片兩種結構，它結構簡單，便于制造，但密封效果較差。

2、曲折式迷宮密封

    曲折式迷宮密封也分整體和鑲片兩種結構，這種迷宮密封的結構特點，是密封齒的伸出高度不一樣，而且高低齒相間排列，與之相配的軸表面，是特制的凹凸溝槽，這種高低齒與凹凸槽相配合的結構，使平滑的密封間隙變成了曲折式，因此，增加了流動阻力，提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸體或隔板中，并且密封體也要作成水平剖分型。

3、階梯式迷宮密封

    階梯式迷宮密封從結構上分析它類似于平滑式迷宮密封，而密封效果卻與曲折式迷宮密封近似，常用于葉輪蓋板和平衡盤處。

4、蜂窩式迷宮密封

蜂窩式迷宮密封的密封齒片焊成蜂窩狀，以形成復雜形狀的膨脹室，它的密封性能優(yōu)于一般密封形式，適用于壓力差較大的場合，如離心式壓縮機的平衡盤密封。蜂窩式迷宮密封制造工藝復雜，密封片強度高，密封效果較好。

因此，我們可以結合具有典型代表性的國際品牌美國威盾VTON的迷宮式調節(jié)閥的參數特征，得出迷宮式調節(jié)閥的主要參數，以供選型：

控制閥參數說明：
閥內件特點： 套筒導向型,平衡內件結構,迷宮式閥籠結構,平衡密封環(huán)結構（常溫）,金屬密封環(huán)結構（高溫）
進口調節(jié)閥迷宮式閥體類型： 直通式 ,角式 ,Z型閥體
閥蓋形式： 標準型 ,散熱型 ,低溫型
流量特性： 等百分比 ,線性 ,快開
口徑范圍： DN25-400(1”-16”)
壓力等級： PN15、25、42Mpa、70Mpa（ANSI 900、1500、2500LB、4500Lb）
泄漏等級： ASME B16.104 Ⅴ（標準型金屬閥座）
管道連接方式： 法蘭式 ,對焊式
適用溫度范圍： -30° ～ 260°（平衡密封環(huán)結構）-196° ～ 550°（金屬密封環(huán)結構）
執(zhí)行機構類型： 氣動薄膜式執(zhí)行機構氣動調節(jié)閥，氣動活塞式執(zhí)行機構,電動執(zhí)行機構