三种多级降压结构的调节阀对比分析

串级式多级降压结构如图1所示，这种结构把原本的一个整体的节流区域以多个分开的节流区域互相串联，从而使较大的压差转换为多个较小的压差，使每一次的降压范围都控制在饱和蒸汽压以上，使空化现象不再出现。

图1 串级式调节阀

串级式调节阀多用于液体介质工作的场合，其特点在于：

1）启闭过程中能够减轻持续压差，每一级节流口的动作均滞后于上一级节流口，可以使在启闭过程时作用于阀口的持续高压逐级减轻，分担了第一级节流口的压力。

2）流阻较小，可以胜任流体清洁度不高，甚至固液两相流的场合。

3）串级式阀芯一般进行碳化钨喷涂硬化处理，抗冲刷汽蚀性能良好。

4）制造过程与其他多级降压调节阀相比工艺较为简单，加工方便，制造成本也较为低廉。

5）串级式调节阀一般降压级数有限，多为3～4级，不能应用于压差过高的场合。

2.多层套筒式调节阀

多层套筒式调节阀典型结构特征是阀芯部分节流件由数层加工有小孔的套筒构成，每层套筒之间都留有一定的间隙，使流体流经套筒时得以缓冲，从而将流体速度控制在一定范围内。

多层套筒式多级降压结构如图2所示，经常用于电站或化工等行业中。

图2 多层套筒式调节阀

其特点在于：

1）多级套筒式调节阀降压级数可以设计得较大，降压能力与串级式相比较强，能够胜任高压差的场合。

2）多层套筒式结构既能满足较高的压降要求，同时又能在工作时保证较大的流量。

3）抗汽蚀性能良好，用于液体介质时，流体由最外侧套筒流向最内侧，液体介质在套筒中逐级降压以减轻空化汽蚀现象的发生，并且流体最终从内侧套筒上的小孔中喷射至中心阀腔区域，使汽泡在套筒中心部位破裂，不直接对阀门金属表面产生伤害。

4）抗噪声、振动性能良好，用于气体介质时由套筒内侧向外流动，靠外侧套筒的孔径和间隙与内侧相比均有所扩大，使气体介质在逐级降压过程中不断膨胀，可以有效地降低噪声及振动带来的危害。

5）套筒加工过程比较复杂，成本较高。但安装与维护简便，易于更换。

3.迷宫式调节阀

迷宫盘片式多级降压结构如图3所示，其核心节流部分由多个开有迷宫式沟槽的金属盘片叠加而成。流体流经迷宫流道中经过多次碰撞转折，消耗能量，在逐级降压过程的同时，使流速也得到了控制。

图3 迷宫式调节阀

一般多用于核能、电站等行业中高温高压降的特殊场合，工作介质多为过热蒸汽，也能用于液体介质。其特点如下。

1）迷宫流道的拐弯级数就是迷宫式调节阀的降压级数，一般可达十几到二十几级，所以迷宫式多级降压结构是常见多级降压调节阀中降压能力最强的，国外有产品最高可以达40mpa。

2）出色的抗汽蚀冲刷及消声减振性能，多级拐弯迷宫式流道可以有效地控制流体流速，避免空化、噪声及振动等不良现象的发生。

3）通过使用不同形式的迷宫盘片进行组合，迷宫式调节阀可以达到不同的流量特性调节曲线。

4）迷宫式盘片制造精度要求很高，一般由司太立合金堆焊，有较长的使用寿命；安装与维护比较简便，盘片易更换。

5）迷宫式流道对流体介质的清洁度要求较高，否则迷宫流道容易发生堵塞。

注：本文源于公众号“阀门与执行机构”2019年9月23日发表文章。

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