一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及減溫減壓的技術(shù)領(lǐng)域，特別是降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量 損失裝置的技術(shù)領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 減溫減壓裝置是過(guò)程工業(yè)中調(diào)節(jié)蒸汽壓力和溫度的重要裝置，對(duì)滿(mǎn)足用戶(hù)用汽要 求、實(shí)現(xiàn)余熱余壓回收利用、保護(hù)系統(tǒng)與設(shè)備安全有重要意義。隨著國(guó)家重點(diǎn)工程的建設(shè)和 發(fā)展，國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)高參數(shù)減壓裝置已不能滿(mǎn)足高參數(shù)(高溫高壓）、大流量變化范圍、大減壓 比等極端工況下的壓力調(diào)節(jié)、減振降噪等性能要求，而目前高參數(shù)減壓裝置幾乎被國(guó)外產(chǎn) 品壟斷，并且在技術(shù)上對(duì)我國(guó)實(shí)施嚴(yán)格封鎖的策略。
[0003] 減壓過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的能量損失，如何盡可能的減少運(yùn)部分能量損失是當(dāng)務(wù)之 急。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103438444A公開(kāi)了一種循環(huán)流化床鍋爐能量損失最小化系統(tǒng)及方法， 該系統(tǒng)包括與循環(huán)流化床鍋爐連接的現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)接口、控制站W(wǎng)及上位 機(jī)，系統(tǒng)較為完整，但鑒于流化床與減壓閥結(jié)構(gòu)相差較大，此系統(tǒng)較難應(yīng)用于減壓閥內(nèi)能量 損失最小化。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102748340A公開(kāi)了一種裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)能量損失的 分析方法，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)依照經(jīng)驗(yàn)確定和分析能量損 失環(huán)節(jié)無(wú)法定量地分析和確定裝載機(jī)液壓系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)和難點(diǎn)的缺陷，卻未給出具體的 降低能量損失的方法，同時(shí)與減溫減壓領(lǐng)域相差較大。
[0004] 目前減溫減壓裝置中較為常見(jiàn)的減壓方法是采用一級(jí)節(jié)流的單級(jí)減壓方式，但在 高溫高壓、大減壓比等極端工況下，單級(jí)減壓很難滿(mǎn)足減壓要求。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利 CN102983054A公開(kāi)了一種應(yīng)用在質(zhì)譜儀中的減壓裝置及方法，該裝置含有兩大減壓通道， 兩大版塊呈并聯(lián)形式，能較為有效的降低信號(hào)波動(dòng)，主要應(yīng)用于質(zhì)譜分析。
[0005] 針對(duì)現(xiàn)有減壓裝置在高溫高壓且減壓比要求較大的極端情況下產(chǎn)生的能量損失 較大，且一級(jí)節(jié)流的單級(jí)減壓方式很難滿(mǎn)足減壓要求，減壓閥穩(wěn)定性不好，工作效率較低， 而現(xiàn)有的多級(jí)減壓閥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本較高，且運(yùn)行中易發(fā)生故障等問(wèn)題，為此有必 要提出了一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置。 【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0006] 本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種降低極端工況下減溫減 壓過(guò)程能量損失裝置，能夠使高參數(shù)、大流量、高減壓比的極端工況下實(shí)現(xiàn)壓力的有效調(diào) -H- T。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失 裝置，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥桿、閥口進(jìn)口、第一孔板、閥口出口、閥體、閥忍和套筒，所述裝置包 含=級(jí)減壓通道:第一減壓通道包括閥口進(jìn)口、套筒通孔和閥忍通孔，第二減壓通道包括閥 忍內(nèi)腔、第一孔板和第四孔板，第=減壓通道包括第二孔板、第=孔板和閥口出口。
[000引作為優(yōu)選，所述第一減壓通道中W閥忍通孔與套筒通孔的重合部分作為流體通 道。
[0009] 作為優(yōu)選，所述第=減壓通道中的第二孔板數(shù)量至少為I個(gè)。
[0010] 本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)將減壓裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，在閥內(nèi)實(shí)現(xiàn)多級(jí) 減壓，可減小減壓裝置體積;在閥口設(shè)計(jì)和選購(gòu)時(shí)，可根據(jù)不同的工況要求選擇不同的第二 孔板數(shù)，W適用于不同工業(yè)生產(chǎn)對(duì)壓力調(diào)節(jié)的要求;本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，實(shí)施 方法簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)，可W進(jìn)行廣泛推廣和應(yīng)用。
[0011] 本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 【【附圖說(shuō)明】】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置的剖視圖；
[0013] 圖2是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置的第一孔板、 第二孔板、第=孔板和第四孔板的小孔排布圖；
[0014] 圖3是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置的端流能量耗 散率曲線(xiàn)圖；
[0015] 圖4是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置閥忍的內(nèi)籠套 開(kāi)孔排布圖；
[0016] 圖5是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置套筒的外籠套 開(kāi)孔排布圖；
[0017] 圖中：1-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、2-閥桿、3-閥蓋、4-端蓋、5-密封環(huán)、6-密封圈、7-套筒通孔、8-閥口進(jìn)口、9-第一孔板、10-第二孔板、11-閥口出口、12-第S孔板、13-閥體、14-第四孔板、 15-閥忍、16-閥忍通孔、17-套筒、18-閥忍內(nèi)腔、19-軸固定件、20-頂蓋。 【【具體實(shí)施方式】】
[0018] 參閱圖1-圖5,本實(shí)用新型降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置，包括驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)1、閥桿2、閥口進(jìn)口 8、第一孔板9、閥口出口 11、閥體13、閥忍15和套筒17,所述裝置包含 =級(jí)減壓通道:第一減壓通道包括閥口進(jìn)口 8、套筒通孔7和閥忍通孔16,第二減壓通道包括 閥忍內(nèi)腔18、第一孔板9和第四孔板14,第=減壓通道包括第二孔板10、第=孔板12和閥口 出口 11;所述第一減壓通道中W閥忍通孔16與套筒通孔7的重合部分作為流體通道;所述第 =減壓通道中的第二孔板10數(shù)量至少為1個(gè)。
[0019] 本實(shí)用新型工作過(guò)程：
[0020]
【具體實(shí)施方式】一;流體從閥口進(jìn)口 8流入，經(jīng)過(guò)套筒17上的套筒通孔7和閥忍通孔 16完成一級(jí)減壓后進(jìn)入閥忍內(nèi)腔18,再通過(guò)閥忍15下端的第一孔板9和第四孔板14完成= 級(jí)減壓，最后從固定在閥體13上的第二孔板10和第=孔板12流到閥口出口 11，完成減壓過(guò) 程。
[0021]
【具體實(shí)施方式】二：W60%開(kāi)度閥為例，通過(guò)對(duì)比優(yōu)化前后的閥內(nèi)跡線(xiàn)和速度分布， 發(fā)現(xiàn)優(yōu)化第二孔板10后速度迅速增加，而優(yōu)化后從第二孔板10的小孔至小孔后方蒸汽速度 逐漸增加，且出口腔回流減少。跡線(xiàn)分布表明優(yōu)化后閥忍后腔的縱滿(mǎn)明顯減小，但是出口腔 仍然存在部分縱滿(mǎn)。第二步對(duì)比結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的端流能量耗散率，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)出口腔 的能量耗散率明顯減小，說(shuō)明對(duì)第二孔板10的小孔倒角可W減少縱滿(mǎn)的形成，從而減小端 流能量耗散。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 在原先結(jié)構(gòu)的出口處增加兩塊第二孔板10,實(shí)現(xiàn)包括閥忍15和 第二孔板10的多級(jí)減壓，得到增加第二孔板10后60%開(kāi)度的閥內(nèi)壓力和馬赫數(shù)Ma分布云 圖，發(fā)現(xiàn)在各級(jí)節(jié)流元件處壓力降低，流速增加，相較于原結(jié)構(gòu)Mamax = 2.16,優(yōu)化后的Ma明 顯降低，不過(guò)閥腔內(nèi)仍存在縱滿(mǎn)。
[0023] 第二孔板10數(shù)量?jī)?yōu)化的能量損失判別為原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的畑損失大小對(duì)比。對(duì) 原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的炯損失進(jìn)行分析對(duì)比，如表1所示。通過(guò)進(jìn)出口速度、進(jìn)出口溫度、洽 值、賭值等計(jì)算得到的畑損失結(jié)果表明，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)流速較低，擁?yè)p失較小。其中第二孔板 10小孔倒角結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)畑損失為同一數(shù)量級(jí)，而多級(jí)減壓結(jié)構(gòu)的擁?yè)p失明顯小于前兩 個(gè)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明適當(dāng)增加第二孔板10可W減少能耗損失。
[0024] 表 1
[00%]內(nèi)外多孔籠罩代替柱塞式閥忍，實(shí)現(xiàn)了包括閥忍和第二孔板10在內(nèi)的=級(jí)減壓。 內(nèi)外籠罩具體開(kāi)孔分布見(jiàn)圖4和圖5。由孔的排布可知，內(nèi)外多孔籠罩開(kāi)孔均沿著周向均勻 排布。內(nèi)外籠罩沿周向錯(cuò)開(kāi)分布，增加閥體13的節(jié)流效應(yīng)。周向相鄰內(nèi)籠罩均W縱向個(gè)數(shù)相 同的排布按照各自圓屯、角沿周向均勻排布，運(yùn)樣設(shè)計(jì)的原因是盡可能增加閥體13的節(jié)流效 應(yīng)，實(shí)現(xiàn)較大壓降，適應(yīng)高壓差工況;相同的打孔及打孔個(gè)數(shù)排布是為了避免節(jié)流過(guò)程中過(guò) 大的閥體13振動(dòng)噪音，保證流動(dòng)均勻性，避免過(guò)大的能量損耗
【具體實(shí)施方式】 [0027] 四：多級(jí)減壓的能量損失判別為出口腔縱滿(mǎn)多少和:煽損失大小對(duì) 比。通過(guò)改變閥忍15結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)第一孔板9、第二孔板10、第=孔板12和第四孔板14數(shù)量實(shí) 現(xiàn)減壓級(jí)數(shù)的不同，首先分析不同模型的賭值沿流線(xiàn)變化趨勢(shì)，基于賭為狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)出口 條件相同時(shí)，不同結(jié)構(gòu)得到的出口賭值相同，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在相同壓力比條件下，減壓級(jí)數(shù)越 多，賭增加過(guò)程越平緩;然后通過(guò)賭變化值和出口溫度等參數(shù)計(jì)算不同模型的擁?yè)p失大小， 發(fā)現(xiàn)不同模型在相同壓力比條件下，減壓級(jí)數(shù)越多則細(xì)損失越小，且壓力比越大趨勢(shì)越明 顯，證明多級(jí)減壓可W減少能量損失。
[0028] 本實(shí)用新型通過(guò)將減壓裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，在閥內(nèi)實(shí)現(xiàn)多級(jí)減壓，可減小減壓裝置體 積;在閥口設(shè)計(jì)和選購(gòu)時(shí)，可根據(jù)不同的工況要求選擇不同的第二孔板數(shù)10, W適用于不同 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)壓力調(diào)節(jié)的要求;本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，實(shí)施方法簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)，可 W進(jìn)行廣泛推廣和應(yīng)用。
[0029] 上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的說(shuō)明，不是對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何對(duì)本實(shí)用新 型簡(jiǎn)單變換后的方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置，其特征在于:包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（1)、 閥桿(2)、閥門(mén)進(jìn)口（8)、第一孔板(9)、閥門(mén)出口（11)、閥體（13)、閥芯（15)和套筒（17)，所述 裝置包含三級(jí)減壓通道:第一減壓通道包括閥門(mén)進(jìn)口（8)、套筒通孔(7)和閥芯通孔（16)，第 二減壓通道包括閥芯內(nèi)腔（18 )、第一孔板(9)和第四孔板(14 )，第三減壓通道包括第二孔板 (10)、第三孔板(12)和閥門(mén)出口（11)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置，其特征在于： 所述第一減壓通道中以閥芯通孔(16)與套筒通孔(7)的重合部分作為流體通道。3. 如權(quán)利要求1所述的一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置，其特征在于： 所述第三減壓通道中的第二孔板(10)數(shù)量至少為1個(gè)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種降低極端工況下減溫減壓過(guò)程能量損失裝置，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥桿、閥門(mén)進(jìn)口、第一孔板、閥門(mén)出口、閥體、閥芯和套筒，所述裝置包含三級(jí)減壓通道：第一減壓通道包括閥門(mén)進(jìn)口、套筒通孔和閥芯通孔，第二減壓通道包括閥芯內(nèi)腔、第一孔板和第四孔板，第三減壓通道包括第二孔板、第三孔板和閥門(mén)出口；第一減壓通道中以閥芯通孔與套筒通孔的重合部分作為流體通道；第三減壓通道中的第二孔板數(shù)量至少為1個(gè)；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，實(shí)施方法簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)，可以進(jìn)行廣泛推廣和應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】F16K47/04, F16K47/08
【公開(kāi)號(hào)】CN205244593
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520943141
【發(fā)明人】金志江, 沈小麗, 劉步展, 陳富強(qiáng), 錢(qián)錦遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日