軸流式調(diào)壓器改1

1、重慶界石儀表有限公司 論文文件淺談?shì)S流式調(diào)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)及意義  權(quán)竹山 穆寧 馮明星 摘要：調(diào)壓器是燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中最核心的設(shè)備之一。調(diào)壓器又分為直接作用式和間接作用式兩種。直接作用式分為杠桿式和直桿式兩種。間接作用式按指揮器分為雙向控制式和卸載式兩種。間接作用式按閥體流道性質(zhì)來(lái)分有曲流式和軸流式兩種。軸流式調(diào)壓器的壓力損失和流量損失，是目前所有自力式調(diào)壓器中性能最好的。同時(shí)也是最復(fù)雜的。代表了調(diào)壓器的最高設(shè)計(jì)和制造水平。軸流式調(diào)壓器的閥芯閥瓣和閥口受力平衡，設(shè)計(jì)精巧。研究軸流式調(diào)壓器意義重大。本文集中討論軸流式的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：軸流式，間接作用式，閥套式結(jié)構(gòu)，指揮器目錄  1

2、：調(diào)壓器基本原理        2：調(diào)壓器分類3：指揮器分類4: 軸流式的原理5：軸流式調(diào)壓器閥芯閥瓣和閥口的受力分析        6：國(guó)外常見(jiàn)軸流式調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)、性能、優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比        7：結(jié)論及總結(jié)一：調(diào)壓器基本原理 所謂調(diào)壓器，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是把氣體壓力降低，且要保證在進(jìn)口壓力波動(dòng)和流量變化時(shí)，出口壓力保持穩(wěn)定不變（在精度范圍內(nèi)）。減壓靠的是節(jié)流。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是流體從小口徑的通道流向大口徑的通道

3、，那么壓力會(huì)降低。古今中外所有調(diào)壓器，莫出其類。出口壓力如何保持穩(wěn)定不變？以直接作用式為例，靠的是反饋機(jī)構(gòu)，將出口壓力反饋到皮膜下方，靠彈簧的穩(wěn)定作用，適當(dāng)改變閥口開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)前壓到出口端的多少，來(lái)控制出口壓力的穩(wěn)定。（配直接作用式的圖）例如：出口壓力P2下降，皮膜下方的壓力降低，那么彈簧力往下運(yùn)動(dòng)，引起閥口開(kāi)度增大，前壓更多的補(bǔ)充到出口，讓出口壓力P2上升。這樣剛開(kāi)始下降，后來(lái)上升，就實(shí)現(xiàn)了出口壓力恒定。反之出口壓力P2上升，同理。由此我們得出調(diào)壓器工作的核心：1：減壓，且穩(wěn)壓，盡可能提高精度。2：關(guān)閉性能。當(dāng)氣流停止流動(dòng)時(shí)候，閥口前面是高壓，閥口后面是低壓，要靠閥口和閥瓣實(shí)現(xiàn)完全隔離密封

4、。二：調(diào)壓器分類調(diào)壓器又分為直接作用式和間接作用式兩種。直接作用式調(diào)壓器一般分為直桿式和杠桿式兩類。直桿式 杠桿式間接作用式按“指揮器” 分為雙向控制式和卸載式兩種。間接作用式按“閥體流道”分為軸流式和曲流式兩種。三：指揮器的分類 要談?shì)S流式調(diào)壓器之前，必須對(duì)指揮器進(jìn)行了解和分析。1：雙向控制指揮器的調(diào)壓器這個(gè)結(jié)構(gòu)按照國(guó)外文獻(xiàn)介紹，叫做雙向控制指揮器間接作用式調(diào)壓器。（也有稱為加載式的）間接作用式很典型的特點(diǎn)就是有一個(gè)負(fù)載壓力，PL。很關(guān)鍵！它起一個(gè)推波助瀾，放大驅(qū)動(dòng)力的關(guān)鍵作用，簡(jiǎn)單的理解，比如，出口壓力P2下降，P2很小的情況下，不足以直接驅(qū)動(dòng)主閥閥瓣運(yùn)動(dòng)。但是通過(guò)指揮器，P2下降，造成P

5、L增大。而PL增大和P2下降，都是讓主閥閥芯向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。相當(dāng)于起到了推波助瀾的作用，也就是放大力量的作用。這樣P2即使很小，也可以讓閥芯運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)精度和流量了。2：卸載式帶指揮器的調(diào)壓器（配原理圖和實(shí)物圖）這個(gè)結(jié)構(gòu)按照國(guó)外文獻(xiàn)介紹，叫做卸載式指揮器間接作用式。 簡(jiǎn)單的理解，比如，出口壓力P2下降，P2很小，不足以直接驅(qū)動(dòng)主閥閥瓣運(yùn)動(dòng)。但是通過(guò)指揮器，P2下降，造成PL下降。而PL下降，會(huì)導(dǎo)致主閥的皮膜打開(kāi)，然后主閥前壓進(jìn)入到主閥后端，這樣又可以致使出口壓力P2上升，如此循環(huán)，就起到了穩(wěn)壓的作用了。注意PL下降的時(shí)候，前壓P1通過(guò)固定節(jié)流器傳過(guò)來(lái)的氣體，補(bǔ)充不夠PL的下降。注意，這種結(jié)構(gòu)的

6、調(diào)壓器，閥瓣的運(yùn)動(dòng)，也就是一層可動(dòng)的隔膜的運(yùn)動(dòng)，是直接取決于P1和PL的相對(duì)大小來(lái)決定的。當(dāng)調(diào)壓器停止工作時(shí)，即關(guān)閉時(shí)候，PL=P1，那么閥口關(guān)閉，靠的是內(nèi)部彈簧力的作用。目前間接作用式的調(diào)壓器指揮器結(jié)構(gòu)都不出這2種形式。各家廠家各種類型，無(wú)非是圍繞這2種結(jié)構(gòu)形式，把每個(gè)環(huán)節(jié)做得更好，來(lái)提高精度罷了。更多細(xì)節(jié)參考2013年論文當(dāng)然，軸流式調(diào)壓器的指揮器也是屬于以上兩種形式。雙向控制指揮器的調(diào)壓器，因?yàn)楹髩和瑫r(shí)作用于指揮器皮膜與主閥皮膜上，出口壓力的變動(dòng)在兩者同時(shí)產(chǎn)生影響，主閥芯反應(yīng)更靈敏，因此雙向控制式指揮器比卸載式精度更高。四：軸流式的原理 軸流式 曲流式可以明顯看出，軸流式調(diào)壓器就是進(jìn)口高

7、壓端與出口低壓端的流道，在同一個(gè)軸線上。相對(duì)其他形式的調(diào)壓器而言，流量損失最小，壓力損失最小。所以它可以實(shí)現(xiàn)低壓差，大流量。性能卓越！軸流式的指揮器可以是雙向作用式，也可以是卸載式。軸流式調(diào)壓器完全迥異于普通調(diào)壓器S型的流道結(jié)構(gòu),它讓介質(zhì)在閥體內(nèi)，軸向且順著圓形流道流動(dòng),流體在閥體內(nèi)的流向轉(zhuǎn)變很小, 能量損失很少?；緵](méi)有介質(zhì)流動(dòng)死角。整體鑄造或鍛造的圓型閥體結(jié)構(gòu)承壓性能更好。曲流式調(diào)壓器的流通能力受“S”形流道結(jié)構(gòu)約束，介質(zhì)在流道內(nèi)經(jīng)流向改變至少2次以上,動(dòng)能損失大，易形成旋渦, 互相碰撞, 消耗能量。而且調(diào)壓器口徑越大,閥口或者閥瓣的行程越長(zhǎng)（有的是閥口固定閥瓣運(yùn)動(dòng)，有的是閥瓣固定閥口運(yùn)動(dòng)

8、）, 調(diào)節(jié)靈敏度降低, 整體結(jié)構(gòu)笨重,驅(qū)動(dòng)力需求更大。軸流式調(diào)壓器的閥體流道呈一字方向，軸向設(shè)計(jì)，并且在閥體內(nèi)腔設(shè)計(jì)有流線型圓錐導(dǎo)流體, 引導(dǎo)流體的流動(dòng)狀態(tài)及流向, 使管道流體分布均勻, 壓力均衡。五：軸流式調(diào)壓器閥芯閥瓣和閥口的受力分析比較 閥瓣的受力狀態(tài)非常重要，它如果能夠很自由靈活的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)力很小，那么該調(diào)壓器的精度就高，流量就大。如杠桿式直接作用式調(diào)壓器，前壓對(duì)閥瓣的力，沒(méi)有平衡設(shè)計(jì)，沒(méi)有得到平衡。精度就很一般如果采用了平衡閥芯設(shè)計(jì)，那么后壓基本就不會(huì)隨著前壓變化而變化了。比如直桿式調(diào)壓器往往設(shè)計(jì)了平衡皮膜設(shè)計(jì)。（細(xì)節(jié)參考2011年的論文。）幾乎所有的間接作用式調(diào)壓器都采用

9、了不同的，各種各樣的方法，來(lái)平衡前壓對(duì)閥瓣的作用力。這里談?wù)勢(shì)S流式的閥瓣與閥口受力分析。這是FL的結(jié)構(gòu)圖。這里閥芯是固定的，閥口是活動(dòng)的，閥口在水平方向基本沒(méi)有收到前壓的影響，運(yùn)行時(shí)候受前壓影響力為0。關(guān)閉時(shí)候只受后壓很小面積的力，方向往左，更有利于關(guān)閉。310L軸流式閥芯閥瓣受力狀態(tài)基本相同。AFV AFV軸流式調(diào)壓器同時(shí)又是卸載式指揮器調(diào)壓器，所以它的橡膠閥套受P1和PL同時(shí)作用，大部分時(shí)候P1=PL。這樣就解決了閥瓣受力的平衡問(wèn)題。六：幾種軸流式調(diào)壓器比較目前國(guó)產(chǎn)軸流式調(diào)壓器較少，國(guó)外常見(jiàn)的有AFV、FL，310A幾種1：AFV。 AFV是卸載式指揮器調(diào)壓器。指揮器是一級(jí)調(diào)壓，可以帶平衡

10、皮膜。AFV將前壓通過(guò)固定節(jié)流器節(jié)流后，導(dǎo)入閥體和皮膜套形成的空間內(nèi)，形成負(fù)載壓力PL，負(fù)載壓力PL在指揮器的調(diào)節(jié)下，該負(fù)載壓力與皮膜套內(nèi)的前壓形成平衡，后壓變動(dòng)時(shí),在指揮器控制下，負(fù)載壓力發(fā)生相應(yīng)變化，達(dá)到平衡時(shí)，出口壓力維持到設(shè)定值?？偨Y(jié)：卸載式，指揮器1級(jí)調(diào)壓，指揮器可以帶平衡皮膜。2：FLFL型調(diào)壓器是雙向控制調(diào)壓器。前壓P1首先通過(guò)指揮器的第一級(jí)調(diào)壓器（固定減壓不可調(diào)節(jié)），輸出一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的壓力進(jìn)入指揮器，經(jīng)指揮器第二級(jí)調(diào)壓后輸出負(fù)載壓力PL，到使主閥關(guān)閉皮膜的一端，與皮膜另一端的后壓P2及主閥彈簧形成平衡。后壓變動(dòng)時(shí)，在指揮器控制下負(fù)載壓力發(fā)生相應(yīng)變化，達(dá)到平衡時(shí)，出口壓力維持到設(shè)

11、定值。FL是雙向控制作用式調(diào)壓器，同時(shí)引入指揮器兩級(jí)調(diào)壓來(lái)屏蔽前壓波動(dòng)的影響。所以他的調(diào)壓精度更高。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是指揮器采用了二級(jí)調(diào)壓。第一級(jí)是固定不可調(diào)節(jié)的，同時(shí)設(shè)計(jì)了平衡裝置?？芍^超級(jí)復(fù)雜。3：310A 310L與FL很相似，細(xì)節(jié)不同的就是指揮器皮膜下方，F(xiàn)L是引的出口壓力P2，而310L是引的中間負(fù)載壓力PL。我們的理解是對(duì)于雙向負(fù)載式指揮器而言，P2和PL基本相差不大。引哪個(gè)壓力到指揮器皮膜下方都可以。正如卸載式指揮器而言，P1和PL大部分時(shí)間相等。細(xì)節(jié)再另文分析。其他就不贅述了。 總結(jié)：軸流式，雙向控制式，指揮器2級(jí)調(diào)壓，指揮器第一級(jí)是固定調(diào)壓。第二級(jí)調(diào)壓帶了平衡設(shè)計(jì)。七：總結(jié) 軸流式調(diào)壓器優(yōu)點(diǎn)很多，綜合而言，各方面性能俱佳。如果非要說(shuō)缺點(diǎn)的話，就是加工難度大。尤其是指揮器方面，往往設(shè)計(jì)了兩級(jí)調(diào)壓，同時(shí)為了節(jié)約體積，國(guó)外產(chǎn)品就做的很精巧很復(fù)雜。理解消化起來(lái)有一定的困難。 在大中型門站調(diào)壓站分輸站，中高壓，大流量，低壓差等場(chǎng)合，軸流式調(diào)壓器表現(xiàn)卓越。 相對(duì)而言，雙向控制式比卸載式精度更高，加上FL,310L的指揮器是2級(jí)調(diào)壓，所以FL，310L比AFV精度更高。但