一種降低極端工況下減溫減壓過程能量損失裝置的制造方法
【專利說明】-種降低極端工況下減溫減壓過程能量損失裝置 【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] 減溫減壓裝置是過程工業(yè)中調(diào)節(jié)蒸汽壓力和溫度的重要裝置，對滿足用戶用汽要 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。隨著國家重點(diǎn)工程的建設(shè)和 發(fā)展，國內(nèi)的傳統(tǒng)高參數(shù)減壓裝置已不能滿足高參數(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)減壓裝置幾乎被國外產(chǎn) 品壟斷，并且在技術(shù)上對我國實(shí)施嚴(yán)格封鎖的策略。
[0003] 減壓過程中會(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。中國發(fā)明專利CN103438444A公開了一種循環(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)場智能儀表、數(shù)據(jù)庫、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。中國發(fā)明專利CN102748340A公開了一種裝載機(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的減壓方法是采用一級節(jié)流的單級減壓方式，但在 高溫高壓、大減壓比等極端工況下，單級減壓很難滿足減壓要求。中國發(fā)明專利 CN102983054A公開了一種應(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波動(dòng)，主要應(yīng)用于質(zhì)譜分析。
[0005] 針對現(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，且一級節(jié)流的單級減壓方式很難滿足減壓要求，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)生故障等問題，為此有必 要提出了一種降低極端工況下減溫減壓過程能量損失裝置。 【【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)中的問題，提出一種降低極端工況下減溫減 壓過程能量損失裝置，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)用新型通過將減壓裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，在閥內(nèi)實(shí)現(xiàn)多級 減壓，可減小減壓裝置體積;在閥口設(shè)計(jì)和選購時(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)對壓力調(diào)節(jié)的要求;本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，實(shí)施 方法簡便，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)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。 【【附圖說明】】
[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程能量損失裝置的端流能量耗 散率曲線圖；
[0015] 圖4是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過程能量損失裝置閥忍的內(nèi)籠套 開孔排布圖；
[0016] 圖5是本實(shí)用新型一種降低極端工況下減溫減壓過程能量損失裝置套筒的外籠套 開孔排布圖；
[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)用新型工作過程：
[0020]
【具體實(shí)施方式】一;流體從閥口進(jìn)口 8流入，經(jīng)過套筒17上的套筒通孔7和閥忍通孔 16完成一級減壓后進(jìn)入閥忍內(nèi)腔18,再通過閥忍15下端的第一孔板9和第四孔板14完成= 級減壓，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 程。
[0021]
【具體實(shí)施方式】二：W60%開度閥為例，通過對比優(yōu)化前后的閥內(nèi)跡線和速度分布， 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。跡線分布表明優(yōu)化后閥忍后腔的縱滿明顯減小，但是出口腔 仍然存在部分縱滿。第二步對比結(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，說明對第二孔板10的小孔倒角可W減少縱滿的形成，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的多級減壓，得到增加第二孔板10后60%開度的閥內(nèi)壓力和馬赫數(shù)Ma分布云 圖，發(fā)現(xiàn)在各級節(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，不過閥腔內(nèi)仍存在縱滿。
[0023] 第二孔板10數(shù)量優(yōu)化的能量損失判別為原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的畑損失大小對比。對 原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的炯損失進(jìn)行分析對比，如表1所示。通過進(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，擁損失較小。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，而多級減壓結(jié)構(gòu)的擁損失明顯小于前兩 個(gè)結(jié)構(gòu)，說明適當(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=級減壓。 內(nèi)外籠罩具體開孔分布見圖4和圖5。由孔的排布可知，內(nèi)外多孔籠罩開孔均沿著周向均勻 排布。內(nèi)外籠罩沿周向錯(cuò)開分布，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)流過程中過 大的閥體13振動(dòng)噪音，保證流動(dòng)均勻性，避免過大的能量損耗
【具體實(shí)施方式】 [0027] 四：多級減壓的能量損失判別為出口腔縱滿多少和:煽損失大小對 比。通過改變閥忍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)減壓級數(shù)的不同，首先分析不同模型的賭值沿流線變化趨勢，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，減壓級數(shù)越 多，賭增加過程越平緩;然后通過賭變化值和出口溫度等參數(shù)計(jì)算不同模型的擁損失大小， 發(fā)現(xiàn)不同模型在相同壓力比條件下，減壓級數(shù)越多則細(xì)損失越小，且壓力比越大趨勢越明 顯，證明多級減壓可W減少能量損失。
[0028] 本實(shí)用新型通過將減壓裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，在閥內(nèi)實(shí)現(xiàn)多級減壓，可減小減壓裝置體 積;在閥口設(shè)計(jì)和選購時(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)對壓力調(diào)節(jié)的要求;本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，實(shí)施方法簡便，實(shí)用性強(qiáng)，可 W進(jìn)行廣泛推廣和應(yīng)用。
[0029] 上述實(shí)施例是對本實(shí)用新型的說明，不是對本實(shí)用新型的限定，任何對本實(shí)用新 型簡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)、閥門進(jìn)口（8)、第一孔板(9)、閥門出口（11)、閥體（13)、閥芯（15)和套筒（17)，所述 裝置包含三級減壓通道:第一減壓通道包括閥門進(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)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種降低極端工況下減溫減壓過程能量損失裝置，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥桿、閥門進(jìn)口、第一孔板、閥門出口、閥體、閥芯和套筒，所述裝置包含三級減壓通道：第一減壓通道包括閥門進(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)簡單，制造容易，實(shí)施方法簡便，實(shí)用性強(qiáng)，可以進(jìn)行廣泛推廣和應(yīng)用。
【IPC分類】F16K47/04, F16K47/08
【公開號】CN205244593
【申請?zhí)枴緾N201520943141
【發(fā)明人】金志江, 沈小麗, 劉步展, 陳富強(qiáng), 錢錦遠(yuǎn)
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月23日