關于可緩流閥門的研究

朱小鋼

摘 要：本文研究了一種可緩流的閥門，閥體內部通過加設的閥芯與固定閥座固定連接，且閥體和固定閥座之間無縫連接，固定閥座的兩端分別開設有進水口和出水口，進口的內部由外向內依次加設有初次緩流裝置、三次緩流裝置和清潔裝置，初次緩流裝置的內部設置有二次緩流裝置，所述三次緩流裝置包括漏斗形外通管，漏斗形外通管的進口處無縫連接有漏斗形內通管。這種閥門通過設置初次緩流裝置進行初步緩流，初次緩流裝置內部的二次緩流裝置對水流進行二次緩流，最后通過三次緩流裝置進行最后的緩流，采用多元緩流裝置對閥門里的水流進行緩流處理，從而達到高效緩流的效果，防止閥門損壞。

關鍵詞：閥門;可緩流閥門;輸送系統;控制

引言

閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截止、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能。而調節閥是生活或工業上常用的，但現在的調節閥在使用時由于水流流速過快的原因，常常會損壞調節閥，因此本文對一種可緩流的閥門進行研究，來解決以上的問題。

一、閥門及其分類

閥門是管路流體輸送系統中控制部件，用來改變通路斷面和介質流動方向，具有導流、截止、節流、止回、分流或溢流卸壓等功能。用于流體控制的閥門，從最簡單的截止閥到極為復雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規格繁多， 閥門的公稱通徑從極微小的儀表閥大至通徑達10m的工業管路用閥[1]。可用于控制水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、各種腐蝕性介質、液態金屬和放射性流體等各種類型流體地流動 ，閥門的工作壓力可以從0.0013MPa到1000MPa 的超高壓，工作溫度可以c-270℃的超低溫到1430℃的高溫。

閥門的控制可采用多種傳動方式， 如手動、電動、液動、氣動、渦輪、電磁動、電磁液動、電液動、氣液動、正齒輪、傘齒輪驅動等;可以在壓力、溫度或其它形式傳感信號的作用下， 按預定的要求動作，或者不依賴傳感信號而進行簡單的開啟或關閉，閥門依靠驅動或自動機構使啟閉件作升降、滑移、旋擺或回轉運動， 從而改變其流道面積的大小以實現其控制功能。

（一）關斷閥

這類閥門是起開閉作用的。常設于冷、熱源進、出口，設備進、出口，管路分支線（包括立管）上，也可用作放水閥和放氣閥。常見的關斷閥有閘閥、截止閥、球閥和蝶閥等。閘閥可分為明桿和暗桿、單閘板與雙閘板、楔形閘板與平行閘板等[2]。閘閥關閉嚴密性不好，大直徑閘閥開啟困難;沿水流方向閥體尺寸小，流動阻力小，閘閥公稱直徑跨度大。截止閥按介質流向分直通式、直角式和直流式三種，有明桿和暗桿之分。截止閥的關閉嚴密性較閘閥好，閥體長，流動阻力大，最大公稱直徑為DN200。球閥的閥芯為開孔的圓球。板動閥桿使球體開孔正對管道軸線時為全開，轉90°為全閉。球閥有一定的調節性能，關閉較嚴密。蝶閥的閥芯為圓形閥板，它可沿垂直管道軸線的立軸轉動。當閥板平面與管子軸線一致時，為全開;閘板平面與管子軸線垂直時，為全閉。蝶閥閥體長度小，流動阻力小，比閘閥和截止閥價格高。

（二）止回閥

這類閥門用于防止介質倒流，利用流體自身的動能自行開啟，反向流動時自動關閉。常設于水泵的出口、疏水器出口以及其他不允許流體反向流動的地方。止回閥分旋啟式、升降式和對夾式三種。對于旋啟式止回閥，流體只能從左向右流動時，反向流動時自動關閉。對于升降式止回閥，流體從左向右流動時，閥芯抬起，形成通路，反向流動時閥芯被壓緊到閥座上而被關閉。對于對夾式止回閥，流體從左向右流動時，閥芯被開啟，形成通路，反向流動時閥芯被壓緊到閥座上而被關閉，對夾式止回閥可多位安裝、體積小、重量輕、結構緊湊。

（三）調節閥

閥門前后壓差一定，普通閥門的開度在較大范圍內變化時，其流量變化不大，而到某一開度時，流量急劇變化，即調節性能不佳。調節閥可以按照信號的方向和大小，改變閥芯行程來改變閥門的阻力數，從而達到調節流量目的的閥門。調節閥分手動調節閥和自動調節閥，而手動或自動調節閥又分許多種類，其調節性能也是不同的。自動調節閥有自力式流量調節閥和自力式壓差調節閥等。[3]

（四）真空類

真空類包括真空球閥、真空擋板閥、真空充氣閥、氣動真空閥等。其作用是在真空系統中，用來改變氣流方向，調節氣流量大小，切斷或接通管路的真空系統元件稱為真空閥門。

二、可緩流閥門的設計

如圖1，一種可緩流的閥門，包括閥體，包括閥體1，閥體1的內部通過加設的閥芯3與固定閥座2固定連接，且閥體1和固定閥座2之間無縫連接，固定閥座2的兩端分別開設有進水口8和出水口9，進水口8和出水口9相適配，出水口9的內部由內而外依次固定安裝有清潔裝置6、三次緩流裝置5和初次緩流裝置4，進水口8的內部由外向內依次加設有初次緩流裝置4、三次緩流裝置5和清潔裝置6，初次緩流裝置4包括凸塊一41、凸塊二42和凸塊三43，凸塊一41、凸塊二42和凸塊三43的內腔均加裝有二次緩流裝置，凸塊一41、凸塊二42和凸塊三43由外而內依次分布在進水口8的內部，且凸塊一41、凸塊二42和凸塊三43均以進水口8橫向中心軸對稱分布在進水口8內部的上端和下端，凸塊一41的高度小于凸塊三43的高度，凸塊三43的高度小于凸塊二42的高度，凸塊一41、凸塊二42和凸塊三43的表面均開設有通孔，通過凸塊一41、凸塊二42和凸塊三43之間的有序排列，進行初步緩流，清潔裝置6包括槳葉61，槳葉61的轉軸貫穿支撐板62的中部與刮板63轉動連接，支撐板62的兩端分別固定安裝在進水口8內腔的頂部和底部，刮板63的圓錐曲率與進水口8內腔的圓錐曲率相適配，初次緩流裝置4的內部設置有二次緩流裝置，二次緩流裝置包括鎖鏈，鎖鏈的一端固定安裝在初次緩流裝置4內腔的頂部，鎖鏈的另一端通過固定塊與圓形板固定連接，圓形板的下方且在初次緩流裝置4的內部固定加設有井字形網板。三次緩流裝置包括漏斗形外通管，漏斗形外通管的進口處無縫連接有漏斗形內通管，漏斗形外通管的出口處加設有緩流板，緩流板的表面開設多個通孔，減緩水速更加顯著，漏斗形內通管的內部通過支架固定安裝有波浪形隔網，

波浪形隔網和緩流板之間且在漏斗形外通管的內部彈性連接有彈簧，彈簧的一端彈性連接有擋板，擋板和彈簧均以漏斗形內通管的橫向中心軸對稱分布在漏斗形外通管的上端和下端。

三、可緩流閥門的運行原理

工作原理：水流從進水口進入，依次流經初次緩流裝置、二次緩流裝置和三次緩流裝置，通過凸塊一、凸塊二和凸塊三之間有序的排列，實現初步緩流;水流經過凸塊一、凸塊二和凸塊三流入到凸塊一、凸塊二和凸塊三內部的二次緩流裝置內進行二次緩流，水流進入時鎖鏈受到沖力從而帶動圓形板擺動對水流造成減緩效應，同時井字形網板也對水流進行阻擋，減緩水速;當水流進過三次緩流裝置時，漏斗形內通管內的波浪形隔網受到沖力進行擺動從而減緩水速，從漏斗形內通管進入到漏斗形外通管內，擋板受到水的壓力向下壓縮彈簧，壓縮到極限時彈簧反彈，從而減緩水速，最后通過緩流板進行最終緩流，多次緩流處理，從而達到高效緩流的目的。

結語：這種可緩流的閥門通過設置初次緩流裝置進行初步緩流，初次緩流裝置內部的二次緩流裝置對水流進行二次緩流，最后通過三次緩流裝置進行最后的緩流，采用多元緩流裝置對閥門里的水流進行緩流處理，從而達到高效緩流的效果，防止閥門損壞。通過設置清潔裝置，水流帶動槳葉旋轉，從而帶動刮板對進出水口的內壁進行刮除，防止長時間使用后閥門內壁長出青苔等雜質，增加閥門的使用壽命，采用純機械設計，自動清潔，合理利用資源的同時也節約了資源。

參考文獻：

[1]基于機械構建的自動控制閥門研究[J]. 孫東升. 機電信息. 2014（12）

[2]純機械自動控制閥門的設計及控制原理探討[J]. 張定三. 決策探索（中）. 2017（10）

[3]基于閥蓋溫度的往復壓縮機氣閥故障智能預警技術研究[J]. 劉江，張恩貴. 壓縮機技術. 2021（02）