双阀芯先导笼式调节阀的设计仿真与试验

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析了其流量特性,并对阀内流体的流动进行了仿真,分析了流体流过调节阀后的压力损失;对大阀芯内腔进行了流体流动仿真,分析了阀前压力、内腔温度以及密封力的变化;对大、小阀芯进行了运动仿真,分析了执行器驱动力、阀芯轴向合力和大阀芯速度的变化。常温介质阀体耐压试验和阀座泄漏量试验结果表明,阀体均无可见泄漏和变形,泄漏量设定为10滴/min时,3次实测泄漏量分别为1、1和2滴/min。高温介质阀座泄漏量试验结果表明,泄漏量设定为1.275 mL/min时,250℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.11、0.11和0.13 mL/min,300℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.19、0.19和0.22 mL/min,实测泄漏量均小于设定值。文中提出的双阀芯先导笼式结构增强了调节阀的密封力,阀体耐压强度和阀座密封性能均满足使用要求。

先导式笼式调节阀的结构及所需执行机构驱动力的计算

本文介绍了一种先导式笼式调节阀的结构及工作原理,论述了其结构设计要点,提供了所需执行机构驱动力的计算公式,从而证明了先导式笼式调节阀在不需要加大执行机构驱动力,甚至是减小执行机构驱动力的情况下,都能满足介质压差较高且要求泄漏量小的工况场合。这种先导式笼式调节阀具有单独的压力平衡式先导阀芯和控制先导阀芯与阀塞上、下方向振动趋势的碟型弹簧,能实现双重密封。阀门关闭时形成背压力,且介质压差越大,背压力越大,阀门密封越严密,密封等级也就越高。