什么是迷宮式調(diào)節(jié)閥

一、迷宮式調(diào)節(jié)閥的定義

電動(dòng)或者氣動(dòng)多級(jí)迷宮調(diào)節(jié)閥采用的是多級(jí)軸流壓套組成的迷宮式流道調(diào)節(jié)閥，控制了流過閥內(nèi)的介質(zhì)的流速，大幅度的降低了高壓氣體或者蒸汽在閥內(nèi)產(chǎn)生的噪音，穩(wěn)定的多級(jí)別降壓有效使液體不會(huì)產(chǎn)生氣蝕，是使用在高壓介質(zhì)場(chǎng)所性能穩(wěn)定的控制閥，可選擇多彈簧氣動(dòng)簿膜機(jī)構(gòu)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

二、迷宮式調(diào)節(jié)閥的特征和應(yīng)用

迷宮式套筒由同多個(gè)同軸表面分布著迷宮曲徑的圓柱碟片組成。根據(jù)介質(zhì)工藝參數(shù)不同，設(shè)計(jì)不同的迷宮曲徑規(guī)格與疊合層數(shù)組成閥籠，閥籠將總的流道分成許多細(xì)小的迂回甚至臺(tái)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(dá)到預(yù)防閃蒸空化的發(fā)生，延長(zhǎng)閥內(nèi)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(nèi)件適合于各種易產(chǎn)生阻塞流動(dòng)造成汽蝕的工況。

以單今國(guó)際上著名的進(jìn)口高壓調(diào)節(jié)閥品牌德國(guó)沃德WODE的迷宮式調(diào)節(jié)閥為例，一般用于高溫高壓的蒸汽，以及給水場(chǎng)合。

高溫高壓進(jìn)口調(diào)節(jié)閥被廣泛地應(yīng)用于電站、冶金、石化等許多行業(yè)，高溫高壓調(diào)節(jié)閥的汽蝕、噪音和震動(dòng)等問題，一直是一個(gè)難以解決的課題。從20世紀(jì)90年代開始，德國(guó)沃德WODE閥門公司工程技術(shù)人員，開發(fā)研制了迷宮式系列調(diào)節(jié)閥。這是目前最新一代的、具有較高技術(shù)含量的調(diào)節(jié)型閥門。它運(yùn)用成熟的技術(shù)，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(dòng)等問題，目前已應(yīng)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(diào)節(jié)中。

迷宮式進(jìn)口調(diào)節(jié)閥可專門針對(duì)用戶的不同要求來設(shè)計(jì)，通過對(duì)介質(zhì)流速的控制而消除汽蝕、噪音、腐蝕及震動(dòng)問題。迷宮式調(diào)節(jié)閥在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)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(gè)案設(shè)計(jì)，從而提供比較精確的流量控制，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年P(guān)閉特性。電廠采用迷宮式調(diào)節(jié)閥，可保證安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，提高效率并延長(zhǎng)維修周期。

三、迷宮式調(diào)節(jié)閥的工作原理

對(duì)于普通單級(jí)降壓閥門，當(dāng)介質(zhì)進(jìn)入時(shí)其壓力為p1，流速為v1。當(dāng)介質(zhì)流動(dòng)到閥芯部分時(shí)，由于閥芯與閥座的節(jié)流作用，產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，因此流速會(huì)迅速增加至v2，而壓力則迅速降低至p2，且往往低于該介質(zhì)的飽和汽化壓力Pv。在這種情況下，介質(zhì)汽化，形成氣泡。當(dāng)介質(zhì)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(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，此時(shí)的壓力回復(fù)為P3，速度回復(fù)為v3。

當(dāng)壓力超過該介質(zhì)的飽和汽化壓力Pv時(shí)，剛才形成的氣泡就會(huì)發(fā)生破裂，產(chǎn)生局部壓力。氣泡破裂時(shí)的巨大能量能在瞬間對(duì)閥芯、閥座等節(jié)流元件產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，形成所謂的汽蝕現(xiàn)象。汽蝕勢(shì)必造成閥門的損壞，導(dǎo)致泄漏，產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音并引起閥門內(nèi)件的震動(dòng)，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的安全性和效率。

由于汽蝕會(huì)對(duì)節(jié)流元件產(chǎn)生高達(dá)幾千個(gè)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(diào)節(jié)閥的抗汽蝕設(shè)計(jì)是利用迷宮式芯包多級(jí)降壓的原理，通過強(qiáng)制介質(zhì)流經(jīng)一系列的直角彎道使流速得到的控制，達(dá)到逐級(jí)降壓的目的。無論壓降大小，這些彎道的阻力使得介質(zhì)流出芯包的速度受到限制。經(jīng)過多級(jí)降壓，使介質(zhì)的壓力始終維持在介質(zhì)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(jìn)口粘接劑）而成。每片迷宮盤片用專用成型方法加工形成很多通道，而每個(gè)通道能通過一定量的介質(zhì)，通道內(nèi)由一系列的直角彎道提供介質(zhì)阻力。根據(jù)用戶不同的要求，經(jīng)過精確的計(jì)算，選定不同彎道級(jí)數(shù)，使得流經(jīng)迷宮式芯包的介質(zhì)速度始終限制在一定范圍內(nèi)。參照國(guó)外的成熟經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)流速小于或接近30m/S時(shí)，對(duì)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(shù)量可以改變，而且盤片的厚度可以設(shè)計(jì)得很薄（如2.5mm），所以閥門就可以根據(jù)用戶的特殊要求來設(shè)計(jì)，以提供精確的流量控制。根據(jù)閥門的應(yīng)用場(chǎng)合及用戶的要求，調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線可設(shè)計(jì)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(zhì)基本上都是流體（主要是水），因此迷宮式進(jìn)口調(diào)節(jié)閥一般采用流關(guān)型結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用流關(guān)型結(jié)構(gòu)時(shí)，進(jìn)入閥體的介質(zhì)，首先經(jīng)過芯包，再經(jīng)過閥芯，最后由閥座流出，如圖5所示。閥門流向由標(biāo)在閥體上的標(biāo)牌所指示。

四、迷宮式調(diào)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(jié)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)，這種迷宮密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(jié)構(gòu)，使平滑的密封間隙變成了曲折式，因此，增加了流動(dòng)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(jié)構(gòu)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(fù)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(chǎng)合，如離心式壓縮機(jī)的平衡盤密封。蜂窩式迷宮密封制造工藝復(fù)雜，密封片強(qiáng)度高，密封效果較好。

因此，我們可以結(jié)合具有典型代表性的國(guó)際品牌美國(guó)威盾VTON、德國(guó)沃德WODE的迷宮式調(diào)節(jié)閥的參數(shù)特征，得出迷宮式調(diào)節(jié)閥的主要參數(shù)，以供選型：

控制閥參數(shù)說明：

閥內(nèi)件特點(diǎn)： 套筒導(dǎo)向型,平衡內(nèi)件結(jié)構(gòu),迷宮式閥籠結(jié)構(gòu),平衡密封環(huán)結(jié)構(gòu)（常溫）,金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu)（高溫）

進(jìn)口調(diào)節(jié)閥迷宮式閥體類型： 直通式 ,角式 ,Z型閥體

閥蓋形式： 標(biāo)準(zhǔn)型 ,散熱型 ,低溫型

流量特性： 等百分比 ,線性 ,快開

口徑范圍： DN15-300(1/2"～12")

壓力等級(jí)： PN15、25、42Mpa、70Mpa（ANSI 900、1500、2500LB、4500Lb）

泄漏等級(jí)： ASME B16.104 Ⅴ（標(biāo)準(zhǔn)型金屬閥座）

管道連接方式： 法蘭式 ,對(duì)焊式

適用溫度范圍：- 30℃ ～ 260℃（平衡密封環(huán)結(jié)構(gòu)）-196℃ ～ 550℃（金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu)）

執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型： 氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu),電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。