常見的費斯托電磁閥結(jié)構(gòu)特點

    常見的費斯托電磁閥結(jié)構(gòu)特點
    費斯托電磁閥中產(chǎn)生的汽蝕空化現(xiàn)象，其根本原因即是由于閥前后的壓差過高。般認為當Δp>2.5MPa時，流體介質(zhì)在閥內(nèi)部進入節(jié)流部位時壓力驟然下降，在通流截面面積小處壓力降低，當這壓力低于當前溫度下流體的飽和蒸汽壓時，部分液體會出現(xiàn)汽化，形成大量微小的汽泡，當流體流過節(jié)流口壓力回升時，這些汽泡又發(fā)生破裂回到液態(tài)，對閥體和閥芯等部件產(chǎn)生沖擊并帶來噪聲、振動等危害。近年來，國內(nèi)外些調(diào)節(jié)閥廠商都研發(fā)了各種不同類型的專門應(yīng)用于苛刻工況下的抗汽蝕多降壓調(diào)節(jié)閥。常見的多降壓調(diào)節(jié)閥分為串式調(diào)節(jié)閥、多層套筒式調(diào)節(jié)閥、迷宮式調(diào)節(jié)閥，雖然在結(jié)構(gòu)上有所不同，但有著共同的工作原理，都是通過改變結(jié)構(gòu)將總的壓差進行分段多降壓，使每壓降Δp1小于產(chǎn)生空化的臨界壓差，從而避免了汽蝕等危害的發(fā)生。
    1、費斯托電磁閥這種結(jié)構(gòu)把原本的個整體的節(jié)流區(qū)域以多個分開的節(jié)流區(qū)域互相串聯(lián)，從而使較大的壓差轉(zhuǎn)換為多個較小的壓差，使每次的降壓范圍都控制在飽和蒸汽壓以上，使空化現(xiàn)象不再出現(xiàn)。
    費斯托電磁閥多用于液體介質(zhì)工作的場合，其特點在于：
    1)啟閉過程中能夠減輕持續(xù)壓差，每節(jié)流口的動作均滯后于上節(jié)流口，可以使在啟閉過程時作用于閥口的持續(xù)高壓逐減輕，分擔(dān)了節(jié)流口的壓力。
    2)流阻較小，可以勝任流體清潔度不高，甚固液兩相流的場合。
    3)串式閥芯般進行碳化鎢噴涂硬化處理，抗沖刷汽蝕良好。
    4)制造過程與其他多降壓調(diào)節(jié)閥相比工藝較為簡單，加工方便，制造成本也較為低廉。
    5)串式調(diào)節(jié)閥般降壓數(shù)有限，多為3～4，不能應(yīng)用于壓差過高的場合。
    2、費斯托電磁閥經(jīng)常用于電站或化工等中。
    多層套筒式調(diào)節(jié)閥典型結(jié)構(gòu)特征是閥芯部分節(jié)流件由數(shù)層加工有小孔的套筒構(gòu)成，每層套筒之間都留有定的間隙，使流體流經(jīng)套筒時得以緩沖，從而將流體速度控制在定范圍內(nèi)。
    費斯托電磁閥其特點在于：
    1)多套筒式調(diào)節(jié)閥降壓數(shù)可以設(shè)計得較大，降壓能力與串式相比較強，能夠勝任高壓差的場合。
    2)多層套筒式結(jié)構(gòu)既能滿足較高的壓降要求，同時又能在工作時保證較大的流量。
    3)抗汽蝕良好，用于液體介質(zhì)時，流體由外側(cè)套筒流向內(nèi)側(cè)，液體介質(zhì)在套筒中逐降壓以減輕空化汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，并且流體終從內(nèi)側(cè)套筒上的小孔中噴射閥腔區(qū)域，使汽泡在套筒部位破裂，不直接對閥門金屬表面產(chǎn)生傷害。
    4)抗噪聲、振動良好，用于氣體介質(zhì)時由套筒內(nèi)側(cè)向外流動，靠外側(cè)套筒的孔徑和間隙與內(nèi)側(cè)相比均有所擴大，使氣體介質(zhì)在逐降壓過程中不斷膨脹，可以地降低噪聲及振動帶來的危害。
    5)套筒加工過程比較復(fù)雜，成本較高。但安裝與維護簡便，易于更換。
    3、迷宮式調(diào)節(jié)閥
    迷宮盤片式多降壓結(jié)構(gòu)如圖3所示，其核心節(jié)流部分由多個開有迷宮式溝槽的金屬盤片疊加而成。流體流經(jīng)迷宮流道中經(jīng)過多次碰撞轉(zhuǎn)折，消耗能量，在逐降壓過程的同時，使流速也得到了控制。
    費斯托電磁閥般多用于核能、電站等中高溫高壓降的特殊場合，工作介質(zhì)多為過熱蒸汽，也能用于液體介質(zhì)。其特點如下。
    1)迷宮流道的拐彎數(shù)就是迷宮式調(diào)節(jié)閥的降壓數(shù)，般可達十幾到二十幾，所以迷宮式多降壓結(jié)構(gòu)是常見多降壓調(diào)節(jié)閥中降壓能力的，國外有產(chǎn)品可以達40MPa。
    2)出色的抗汽蝕沖刷及消聲減振，多拐彎迷宮式流道可以地控制流體流速，避免空化、噪聲及振動等不良現(xiàn)象的發(fā)生。
    3)通過使用不同形式的迷宮盤片進行組合，迷宮式調(diào)節(jié)閥可以達到不同的流量特性調(diào)節(jié)曲線。
    4)迷宮式盤片制造精度要求很高，般由司太立合金堆焊，有較長的使用壽命;安裝與維護比較簡便，盤片易更換。
    5)迷宮式流道對流體介質(zhì)的清潔度要求較高，否則迷宮流道容易發(fā)生堵塞。
    多降壓調(diào)節(jié)閥CV值的計算
    流量系數(shù)(CV)般用來表示閥門的流通能力，為了選用合適的調(diào)節(jié)閥，必須根據(jù)所使用條件計算出必要的CV值，然后根據(jù)額定流量系數(shù)選擇合適的調(diào)節(jié)閥型號。在可壓縮工況下，流體在節(jié)流過程中壓力降低，體積膨脹，密度減小，閥內(nèi)的流動情況與不可壓縮相比復(fù)雜很多。因此對于般多用于可壓縮工況下的多降壓調(diào)節(jié)閥，其流量系數(shù)的計算方法也較為特殊，典型的可壓縮工況下CV值的計算主要有壓縮系數(shù)法及膨脹系數(shù)法兩類常用方法。
    1、壓縮系數(shù)法
    壓縮系數(shù)法在20世紀50年代由蘇聯(lián)提出，是計算可壓縮工況下流量系數(shù)的早期公式之。壓縮系數(shù)法考慮到氣體的可壓縮性，在般的液體計算公式中添加個氣體壓縮系數(shù)ε，對液體計算公式進行校正。此種方法對計算模型做了很大簡化，把不同形式的調(diào)節(jié)閥都簡化為同樣的流量噴嘴，然后認為在噴嘴中氣體介質(zhì)流動的過程是個熱過程，再用能量平衡方程導(dǎo)出計算公式，即：