專(zhuān)利名稱(chēng)：低振動(dòng)噪聲閥門(mén)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種閥門(mén)裝置。
背景技術(shù)：
閥門(mén)作為流體的限制開(kāi)關(guān)設(shè)備，在各種動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)和工藝管道系統(tǒng)中起著重要 作用。一般閥門(mén)由閥體、閥蓋、閥座、閥芯、啟閉件、驅(qū)動(dòng)件、密封件、緊固件等組成。由于閥 門(mén)的節(jié)流作用和非流線型結(jié)構(gòu)，一般常用閥門(mén)都會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生流體湍流和摻混，進(jìn)而產(chǎn) 生強(qiáng)烈的噪聲。當(dāng)閥門(mén)噪聲激起閥門(mén)本體或附屬管道的結(jié)構(gòu)模態(tài)后，還可能引起閥門(mén)或管 道振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至引起疲勞破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅可以降低閥門(mén)噪聲，而且可以抑制閥門(mén)及管道的 振動(dòng)的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括閥體，設(shè)置于閥體上的閥蓋，位于閥體內(nèi)的閥 座、閥芯，位于閥芯內(nèi)的閥瓣，與閥瓣相連的閥桿；閥體上帶有流體進(jìn)口與出口 ；閥芯上開(kāi) 有眾多小流道；閥門(mén)主體與管線呈45°傾斜角度，即閥門(mén)主體軸線方向、亦即閥桿與流體 進(jìn)出口方向成45°角。本發(fā)明還可以包括1、所述閥芯是由內(nèi)閥套、外閥套構(gòu)成的兩級(jí)同心圓柱形節(jié)流件組成，內(nèi)閥套與外 閥套上都開(kāi)有眾多小流道；內(nèi)閥套上的眾多小流道構(gòu)成的第一級(jí)節(jié)流流道面積略大于管 道流通面積；外閥套上的眾多小流道構(gòu)成的第二級(jí)節(jié)流流道面積為管道流通面積的1. 5-2倍。2、內(nèi)閥套上的眾多小流道為周向分布的長(zhǎng)條孔，且孔邊沿切割V型缺口。3、長(zhǎng)條孔的間距在八倍長(zhǎng)條寬度以上。4、外閥套上的眾多小流道為在外閥套壁面上均勻分布的1. 5mm-2. 5mm的小孔，且 孔邊沿切割V型缺口。5、孔間距在八倍孔口直徑以上。6、閥芯上下各設(shè)置一個(gè)金屬橡膠墊圈，內(nèi)閥套與外閥套嵌在金屬橡膠墊圈上的凹 槽中。為了降低常用普通閥門(mén)的流體動(dòng)力性噪聲，避免閥門(mén)向外界及下游管道輻射過(guò)量 噪聲，避免由于聲固耦合導(dǎo)致疲勞破壞，本發(fā)明提出了一種低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，這種閥門(mén)不僅 可以降低閥門(mén)噪聲，而且可以抑制閥門(mén)及管道的振動(dòng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是外形基本與普通閥門(mén)相同，但運(yùn)動(dòng)件的軸 線不與流體管線垂直，而是與流體來(lái)流方向呈45°角，以使閥座平面盡量正對(duì)流體來(lái)流，如 附圖1所示。這樣做的好處是流體流動(dòng)方向變化較普通閥門(mén)平緩，閥芯部分產(chǎn)生的流體渦 旋會(huì)少得多，流道順暢，所以這種傾斜布局可減少噪聲的產(chǎn)生。另外，除了流道結(jié)構(gòu)的減振降噪設(shè)計(jì)外，閥芯部分采用兩級(jí)節(jié)流降壓組件，每一級(jí)都把流道面積分為多股小流道第一 級(jí)采用長(zhǎng)條形開(kāi)口，沿閥芯周向排列，總流通面積與流體管道流通面積基本相同，但考慮到 流動(dòng)邊界層的影響，使其稍大于管道流通面積；在保證流通面積、閥門(mén)尺寸和閥門(mén)體積合適 的前提下，力求使長(zhǎng)條開(kāi)口間距盡量大，最好在八倍長(zhǎng)條寬度以上，以盡量降低第一級(jí)擾動(dòng) 噪聲強(qiáng)度，從而降低總噪聲和減少對(duì)下一級(jí)的沖擊，進(jìn)而抑制第二級(jí)振動(dòng)的產(chǎn)生。第二級(jí)采 用柱面上打孔的方法，大量孔徑為1. 5mm 2. 5mm的小孔均勻排列，孔間距在八倍孔口直徑 以上。同樣考慮湍流邊界層的影響，總流通面積為管道流通面積的1. 5 2倍，以達(dá)到兩級(jí) 逐級(jí)降壓的目的。對(duì)于通流量較大的閥門(mén)，例如蒸汽管道閥門(mén)，由于工作介質(zhì)流速較高，為 防止其流經(jīng)閥芯時(shí)產(chǎn)生沖擊噪聲，本發(fā)明提出在每一個(gè)小流道孔口邊沿切割V型缺口。
盡管采取了以上措施，但閥門(mén)仍不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定幅度的噪聲，進(jìn)而會(huì)引起 閥門(mén)組件和管道的振動(dòng)。所以，本發(fā)明在低噪聲閥芯組件與閥體接觸的上下表面分別設(shè)置 一個(gè)金屬橡膠墊圈。該墊圈由金屬絲經(jīng)編織和壓縮制成，具有高阻尼、變剛度特性，且有一 定的吸聲性能，而且耐高溫、耐腐蝕。這種金屬橡膠墊圈的隔振作用使得閥芯與閥體這一 振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率得到有效降低，即使在共振峰附近其值也很小，從而有效抑制了第 一級(jí)、第二級(jí)噪聲引起的閥芯振動(dòng)，以及第一級(jí)振動(dòng)向閥體和管道的傳遞。本發(fā)明具有低噪 聲、低振動(dòng)、易于組裝和體積小的特點(diǎn)，能有效提高高壓管道系統(tǒng)閥門(mén)的安全可靠性和使用 壽命，節(jié)約運(yùn)行和維修成本。


圖1為低振動(dòng)噪聲閥門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為內(nèi)閥套示意圖；圖3為外閥套示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1。閥門(mén)主體7軸線方向，亦即閥桿1與流體進(jìn)出口方向成45°角，閥芯進(jìn) 口面向流體來(lái)流方向。閥座上設(shè)置金屬橡膠墊圈6，用以隔離由于流體脈動(dòng)沖擊和閥門(mén)噪聲 引起的由內(nèi)閥套4和外閥套5構(gòu)成的閥芯的振動(dòng)向閥體傳播。墊圈6上部放置內(nèi)閥套4和 外閥套5，兩者緊密配合，嵌于墊圈6的凹槽內(nèi)，內(nèi)閥套4和外閥套5上面再設(shè)置一個(gè)相同的 金屬橡膠墊圈，同樣具有防止閥芯移動(dòng)的凹槽，再放入閥瓣3和閥桿1，組裝閥蓋2及密封件 和緊固件即可構(gòu)成完整的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)。圖2和圖3分別給出了內(nèi)閥套和外閥套的結(jié)構(gòu)。在圖1中閥桿1位于其行程的最 上端，閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)。氣流從閥門(mén)入口流入閥門(mén)空間內(nèi)，由于流線型內(nèi)部結(jié)構(gòu)和閥的 45°傾斜，流體脈動(dòng)和漩渦與普通閥門(mén)相比較少，因而噪聲較小。流體進(jìn)入內(nèi)閥套后，從長(zhǎng) 條形開(kāi)口噴出，由于與普通閥門(mén)相比流動(dòng)規(guī)則且開(kāi)口當(dāng)量尺寸小，壓降小，故產(chǎn)生的噪聲較 小，而且高頻聲能量所占比例大，較不容易激起結(jié)構(gòu)振動(dòng)。氣流從第一級(jí)進(jìn)入一二級(jí)之間的 空間后，從第二級(jí)孔群噴出，由于第二級(jí)為1.5-2. 5mm的小孔，聲能量進(jìn)一步向高頻移動(dòng)， 甚至達(dá)到10000-20000HZ以上，對(duì)環(huán)境影響小，而且衰減快。若流體脈動(dòng)和閥門(mén)噪聲引起內(nèi)外閥套振動(dòng)，金屬橡膠墊圈的固有特性會(huì)阻礙振動(dòng)向閥體和管道的傳播，將振動(dòng)能量耗散在金屬橡膠材料內(nèi)，而且墊圈還有一定的消聲功能。
當(dāng)閥桿1向下移動(dòng)，隨著通流面積的減小，流體流量逐漸下降，閥門(mén)起到流量控制作用，而且振動(dòng)噪聲都很低。當(dāng)閥瓣運(yùn)動(dòng)到閉合面處，與閥座緊密結(jié)合，此時(shí)流量為零，閥門(mén) 關(guān)閉。
權(quán)利要求
一種低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，它包括閥體，設(shè)置于閥體上的閥蓋，位于閥體內(nèi)的閥座、閥芯，位于閥芯內(nèi)的閥瓣，與閥瓣相連的閥桿；閥體上帶有流體進(jìn)口與出口；其特征是閥芯上開(kāi)有眾多小流道；閥門(mén)主體與管線呈45°傾斜角度，即閥門(mén)主體軸線方向、亦即閥桿與流體進(jìn)出口方向成45°角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，其特征是所述閥芯是由內(nèi)閥套、外閥套構(gòu) 成的兩級(jí)同心圓柱形節(jié)流件組成，內(nèi)閥套與外閥套上都開(kāi)有眾多小流道；內(nèi)閥套上的眾多 小流道構(gòu)成的第一級(jí)節(jié)流流道面積略大于管道流通面積；外閥套上的眾多小流道構(gòu)成的第 二級(jí)節(jié)流流道面積為管道流通面積的1. 5-2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，其特征是內(nèi)閥套上的眾多小流道為周向 分布的長(zhǎng)條孔，且孔邊沿切割V型缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，其特征是長(zhǎng)條孔的間距在八倍長(zhǎng)條寬度 以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，其特征是外閥套上的眾多小流道為在外 閥套壁面上均勻分布的1. 5mm-2. 5mm的小孔，且孔邊沿切割V型缺口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，其特征是孔間距在八倍孔口直徑以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任何一項(xiàng)所述的低振動(dòng)噪聲閥門(mén)，其特征是閥芯上下各設(shè)置一 個(gè)金屬橡膠墊圈，內(nèi)閥套與外閥套嵌在金屬橡膠墊圈上的凹槽中。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種低振動(dòng)噪聲閥門(mén)。它包括閥體，設(shè)置于閥體上的閥蓋，位于閥體內(nèi)的閥座、閥芯，位于閥芯內(nèi)的閥瓣，與閥瓣相連的閥桿；閥體上帶有流體進(jìn)口與出口；閥芯上開(kāi)有眾多小流道；閥門(mén)主體與管線呈45°傾斜角度，即閥門(mén)主體軸線方向、亦即閥桿與流體進(jìn)出口方向成45°角。本發(fā)明具有低噪聲、低振動(dòng)、易于組裝和體積小的特點(diǎn)，能有效提高高壓管道系統(tǒng)閥門(mén)的安全可靠性和使用壽命，節(jié)約運(yùn)行和維修成本。
文檔編號(hào)F16K1/00GK101832396SQ201010172998
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者師艷利, 張文平, 明平劍, 楊文強(qiáng), 柳貢民 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)