关于可缓流阀门的研究

朱小钢

摘 要：本文研究了一种可缓流的阀门，阀体内部通过加设的阀芯与固定阀座固定连接，且阀体和固定阀座之间无缝连接，固定阀座的两端分别开设有进水口和出水口，进口的内部由外向内依次加设有初次缓流装置、三次缓流装置和清洁装置，初次缓流装置的内部设置有二次缓流装置，所述三次缓流装置包括漏斗形外通管，漏斗形外通管的进口处无缝连接有漏斗形内通管。这种阀门通过设置初次缓流装置进行初步缓流，初次缓流装置内部的二次缓流装置对水流进行二次缓流，最后通过三次缓流装置进行最后的缓流，采用多元缓流装置对阀门里的水流进行缓流处理，从而达到高效缓流的效果，防止阀门损坏。

关键词：阀门;可缓流阀门;输送系统;控制

引言

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。而调节阀是生活或工业上常用的，但现在的调节阀在使用时由于水流流速过快的原因，常常会损坏调节阀，因此本文对一种可缓流的阀门进行研究，来解决以上的问题。

一、阀门及其分类

阀门是管路流体输送系统中控制部件，用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格繁多， 阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀[1]。可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体地流动 ，阀门的工作压力可以从0.0013MPa到1000MPa 的超高压，工作温度可以c-270℃的超低温到1430℃的高温。

阀门的控制可采用多种传动方式， 如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等;可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下， 按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动， 从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。

（一）关断阀

这类阀门是起开闭作用的。常设于冷、热源进、出口，设备进、出口，管路分支线（包括立管）上，也可用作放水阀和放气阀。常见的关断阀有闸阀、截止阀、球阀和蝶阀等。闸阀可分为明杆和暗杆、单闸板与双闸板、楔形闸板与平行闸板等[2]。闸阀关闭严密性不好，大直径闸阀开启困难;沿水流方向阀体尺寸小，流动阻力小，闸阀公称直径跨度大。截止阀按介质流向分直通式、直角式和直流式三种，有明杆和暗杆之分。截止阀的关闭严密性较闸阀好，阀体长，流动阻力大，最大公称直径为DN200。球阀的阀芯为开孔的圆球。板动阀杆使球体开孔正对管道轴线时为全开，转90°为全闭。球阀有一定的调节性能，关闭较严密。蝶阀的阀芯为圆形阀板，它可沿垂直管道轴线的立轴转动。当阀板平面与管子轴线一致时，为全开;闸板平面与管子轴线垂直时，为全闭。蝶阀阀体长度小，流动阻力小，比闸阀和截止阀价格高。

（二）止回阀

这类阀门用于防止介质倒流，利用流体自身的动能自行开启，反向流动时自动关闭。常设于水泵的出口、疏水器出口以及其他不允许流体反向流动的地方。止回阀分旋启式、升降式和对夹式三种。对于旋启式止回阀，流体只能从左向右流动时，反向流动时自动关闭。对于升降式止回阀，流体从左向右流动时，阀芯抬起，形成通路，反向流动时阀芯被压紧到阀座上而被关闭。对于对夹式止回阀，流体从左向右流动时，阀芯被开启，形成通路，反向流动时阀芯被压紧到阀座上而被关闭，对夹式止回阀可多位安装、体积小、重量轻、结构紧凑。

（三）调节阀

阀门前后压差一定，普通阀门的开度在较大范围内变化时，其流量变化不大，而到某一开度时，流量急剧变化，即调节性能不佳。调节阀可以按照信号的方向和大小，改变阀芯行程来改变阀门的阻力数，从而达到调节流量目的的阀门。调节阀分手动调节阀和自动调节阀，而手动或自动调节阀又分许多种类，其调节性能也是不同的。自动调节阀有自力式流量调节阀和自力式压差调节阀等。[3]

（四）真空类

真空类包括真空球阀、真空挡板阀、真空充气阀、气动真空阀等。其作用是在真空系统中，用来改变气流方向，调节气流量大小，切断或接通管路的真空系统元件称为真空阀门。

二、可缓流阀门的设计

如图1，一种可缓流的阀门，包括阀体，包括阀体1，阀体1的内部通过加设的阀芯3与固定阀座2固定连接，且阀体1和固定阀座2之间无缝连接，固定阀座2的两端分别开设有进水口8和出水口9，进水口8和出水口9相适配，出水口9的内部由内而外依次固定安装有清洁装置6、三次缓流装置5和初次缓流装置4，进水口8的内部由外向内依次加设有初次缓流装置4、三次缓流装置5和清洁装置6，初次缓流装置4包括凸块一41、凸块二42和凸块三43，凸块一41、凸块二42和凸块三43的内腔均加装有二次缓流装置，凸块一41、凸块二42和凸块三43由外而内依次分布在进水口8的内部，且凸块一41、凸块二42和凸块三43均以进水口8横向中心轴对称分布在进水口8内部的上端和下端，凸块一41的高度小于凸块三43的高度，凸块三43的高度小于凸块二42的高度，凸块一41、凸块二42和凸块三43的表面均开设有通孔，通过凸块一41、凸块二42和凸块三43之间的有序排列，进行初步缓流，清洁装置6包括桨叶61，桨叶61的转轴贯穿支撑板62的中部与刮板63转动连接，支撑板62的两端分别固定安装在进水口8内腔的顶部和底部，刮板63的圆锥曲率与进水口8内腔的圆锥曲率相适配，初次缓流装置4的内部设置有二次缓流装置，二次缓流装置包括锁链，锁链的一端固定安装在初次缓流装置4内腔的顶部，锁链的另一端通过固定块与圆形板固定连接，圆形板的下方且在初次缓流装置4的内部固定加设有井字形网板。三次缓流装置包括漏斗形外通管，漏斗形外通管的进口处无缝连接有漏斗形内通管，漏斗形外通管的出口处加设有缓流板，缓流板的表面开设多个通孔，减缓水速更加显著，漏斗形内通管的内部通过支架固定安装有波浪形隔网，

波浪形隔网和缓流板之间且在漏斗形外通管的内部弹性连接有弹簧，弹簧的一端弹性连接有挡板，挡板和弹簧均以漏斗形内通管的横向中心轴对称分布在漏斗形外通管的上端和下端。

三、可缓流阀门的运行原理

工作原理：水流从进水口进入，依次流经初次缓流装置、二次缓流装置和三次缓流装置，通过凸块一、凸块二和凸块三之间有序的排列，实现初步缓流;水流经过凸块一、凸块二和凸块三流入到凸块一、凸块二和凸块三内部的二次缓流装置内进行二次缓流，水流进入时锁链受到冲力从而带动圆形板摆动对水流造成减缓效应，同时井字形网板也对水流进行阻挡，减缓水速;当水流进过三次缓流装置时，漏斗形内通管内的波浪形隔网受到冲力进行摆动从而减缓水速，从漏斗形内通管进入到漏斗形外通管内，挡板受到水的压力向下压缩弹簧，压缩到极限时弹簧反弹，从而减缓水速，最后通过缓流板进行最终缓流，多次缓流处理，从而达到高效缓流的目的。

结语：这种可缓流的阀门通过设置初次缓流装置进行初步缓流，初次缓流装置内部的二次缓流装置对水流进行二次缓流，最后通过三次缓流装置进行最后的缓流，采用多元缓流装置对阀门里的水流进行缓流处理，从而达到高效缓流的效果，防止阀门损坏。通过设置清洁装置，水流带动桨叶旋转，从而带动刮板对进出水口的内壁进行刮除，防止长时间使用后阀门内壁长出青苔等杂质，增加阀门的使用寿命，采用纯机械设计，自动清洁，合理利用资源的同时也节约了资源。

参考文献：

[1]基于机械构建的自动控制阀门研究[J]. 孙东升. 机電信息. 2014（12）

[2]纯机械自动控制阀门的设计及控制原理探讨[J]. 张定三. 决策探索（中）. 2017（10）

[3]基于阀盖温度的往复压缩机气阀故障智能预警技术研究[J]. 刘江，张恩贵. 压缩机技术. 2021（02）