CN103968149A - 一种轴流式迷宫节流结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴流式迷宫节流结构，其主要技术关键在于：在外侧承压体内设置由迷宫外套和迷宫内芯组成的迷宫节流组件，迷宫内芯在中央位置而迷宫外套包围在迷宫内芯的外周；迷宫外套和迷宫内芯中间带多个板状的横隔，迷宫内芯的底板上分布着若干个通孔；迷宫外套上的横隔与迷宫内芯上的横隔依次交错排列、相邻横隔之间以及横隔与另一偶件的外径或内径之间保持一定的间隔，构成了能够让流体连续作90°转向的迷宫通道；迷宫外套由相同和对称的两半片组成。优点：具有较好的节流降速、减振降噪、避免冲刷破坏以及减轻和消除气蚀破坏的效果，运行时不会被杂质堵塞，结构简单、紧湊，占用空间小，零件数量少，制造成本低。

Description

一种轴流式迷宫节流结构

技术领域

本发明涉及一种阀门和管道附件结构，具体涉及一种高压差节流降速结构。

背景技术

随着科学技术的发展，在各类工艺管道系统中面临着越来越多的高压差工况，同时随着系统和机组的容量和参数的提高，所配套的阀门的工况压差也越来越高。阀门在高压差工况下运行时，因为流体的流动速度很高，因而会带来较严重的振动、噪音、冲刷乃至气蚀破坏，缩短阀门的使用寿命，增加机组的运行成本。

针对高压差工况，目前用于阀门上的节流降速结构有多种，主要包括：多孔套筒或多级多孔套筒节流、多层多孔套筒节流、多层多孔盘片节流、多级柱塞节流、带90°转向的多级柱塞节流、多层迷宫盘片节流等。除了多层迷宫盘片节流结构外，其余这些节流结构有以下几个共同的缺点：1、在压差较高时，相对于迷宫盘片节流结构的迷宫节流级数可以轻而易举地做到数十级、流体流速可以有效地降到每秒数十米的流速，其它的节流结构则难以做到真正能够实现较理想的降速效果的节流级数，如：德国某著名公司的多级笼式多孔套筒降压阀门其多孔套筒的级数最多做到7～9级、针对高压差工况的HUSH多层多孔套筒最高套筒级数为7级、多级柱塞节流和多层多孔盘片节流由于空间和结构的限制一般节流级数也难以超过十级。节流级数受到限制，在压差较高时自然也就难以实现较理想的节流降速、减振降噪以及减轻和消除冲刷和气蚀破坏的效果；2、节流结构占用空间或长度过大；3、由于不同节流结构的结构特点不一样，相对于迷宫盘片节流结构在节流过程中压力连续下降无压力回升，其余各种节流结构在每级节流后均有伴随扩容而产生的压力回升，容易导致产生空化和气蚀破坏现象。

迷宫盘片节流结构由于节流级数多加之节流过程中压力连续下降无压力回升，因而在各种节流结构中是节流降速、减振降噪、避免冲刷破坏以及减轻和消除气蚀破坏的效果最好的一种结构，在各种高压差的调节类阀门上使用时会有很好的应用效果，但迷宫盘片节流结构如果应用在没有调节要求的高压差截断类阀门和管道上或者应用于某些主要在较大开度进行调节的高压差调节类阀门上时，则存在一些不足之处：1、零件数量多、结构复杂、占用空间较大，成本过高；2、由于迷宫盘片上迷宫槽的流道截面尺寸较小，当介质中含有杂质、脏污以及焊渣焊点、氧化皮等固态和颗粒性物质，如用于锅炉排污的高压差排污阀以及检修完成后投入使用初期的一些管道上的高压差阀门，这些阀门上如果采用迷宫盘片结构来减压降速，则迷宫槽很容易被堵塞而使阀门无法使用。

发明内容

为了克服现有的一些节流结构在使用方面所存在的上述的不足之处，本发明提供了一种具有较好的节流降速、减振降噪以及减轻和消除冲刷和气蚀破坏效果，不会被杂质堵塞，结构简单、紧湊，零件数量少，制造成本低的高压差节流结构。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轴流式迷宫节流结构，包括迷宫外套、迷宫内芯以及外侧承压体。其技术方案和主要技术关键在于：在两端分别设有流体入口和流体出口的外侧承压体内，设置迷宫节流组件，所述的迷宫节流组件包含迷宫外套和迷宫内芯两个主要构件；迷宫外套和迷宫内芯为中心线重合的回转体型零件，两者的中心线方向与外侧承压体的入口和出口连线的方向吻合，迷宫内芯在迷宫节流组件的中央位置而迷宫外套包围在迷宫内芯的外周，两者中间的空腔与外侧承压体的入口和出口连通构成本节流结构的流道；迷宫外套的基本形状为多级圆筒形，中间带多个板状、垂直于圆筒轴线、内孔与圆筒同心的横隔，迷宫内芯的基本形状为一端带圆盘形底板的多级圆柱形，圆柱中间亦带有多个板状、垂直于圆柱轴线、外圆与圆柱同心的横 隔，在迷宫内芯的底板上分布着若干个通孔作为介质进入或流出迷宫节流组件的通道；迷宫外套上的横隔与迷宫内芯上的横隔依次交错排列，即相邻两个横隔分别为迷宫外套的横隔和迷宫内芯的横隔，相邻两横隔之间保持一定的间隔，而迷宫外套的横隔的内径与迷宫内芯上的圆柱面外径之间以及迷宫内芯的横隔的外径与迷宫外套上的圆柱孔直径之间也均保持一定的间隔；上述结构在迷宫外套和迷宫内芯之间由迷宫外套的圆柱孔、迷宫内芯的圆柱面和两者上面的横隔共同构成了能够让流体在其内流动时连续作90°转向的迷宫形通道。此外，所述的多级圆筒形的迷宫外套由通过其中心线的剖切平面---迷宫外套分切面将其分切为两个相同和对称的两部分所组成。

所述的外侧承压体，可以由左右两部分所组成，在迷宫外套、迷宫内芯装入后，外侧承压体进行组合、压紧、焊接为一个整体；另外，也可以将本轴流式迷宫节流结构内置设计在阀门内，而将阀门的阀体作为迷宫节流结构的外侧承压体。

本发明的有益效果是：具有较好的节流降速、减振降噪、避免冲刷破坏以及减轻和消除气蚀破坏的效果，运行时不会被杂质所堵塞，结构简单、紧湊，占用空间小，零件数量少，制造成本低。

附图说明

图1是本发明所提出的轴流式迷宫节流结构的示意图。

图2是采用本发明提出的轴流式迷宫节流结构的技术方案制作成独立部件与阀门配套使用的示意图。

图3是将本发明提出的轴流式迷宫节流结构的技术方案内置设计于阀门阀体内的示意图。

图中，1、迷宫外套；2、迷宫内芯；3、横隔；4、底板；5、外侧承压体；6、迷宫外套分切面；7、阀门；8、阀体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述。

实施例一

如图1所示，是本发明的一个实施方案的示意图。具体技术方案为：外侧承压体(5)由两部分组合、焊接而成，两端分别设有流体入口和流体出口；在外侧承压体(5)内设置有迷宫节流组件，迷宫节流组件由迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)两个构件组成，迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)为中心线重合的回转体型零件，两者的中心线与外侧承压体(5)的入口和出口连线相重合，迷宫内芯(2)在迷宫节流组件的中央位置而迷宫外套(1)包围在迷宫内芯(2)的外周，两者之间的空腔与外侧承压体(5)的入口和出口连通构成本节流结构的流道；迷宫外套(1)的基本形状为多级圆筒形，中间带多个板状、垂直于圆筒轴线、内孔与圆筒同心的横隔(3)，迷宫内芯(2)的基本形状为一端带圆盘形底板(4)的多级圆柱形，圆柱中间亦带有多个板状、垂直于圆柱轴线、外圆与圆柱同心的横隔(3)，底板(4)的外径与迷宫外套(1)的外径、外侧承压体(5)的内孔孔径相同，底板(4)压贴在迷宫外套(1)的左端面上，外侧承压体(5)的左侧部分在组合、焊接时通过压紧迷宫内芯(2)的底板(4)的左端面而压紧迷宫节流组件，底板(4)上分布着若干个均布的通孔作为介质进入迷宫节流组件的通道；迷宫外套(1)上的横隔(3)与迷宫内芯(2)上的横隔(3)依次交错排列，即相邻两个横隔(3)分别为迷宫外套(1)上的横隔和迷宫内芯(2)上的横隔，相邻两横隔(3)之间保持一定的间隔，而迷宫外套(1)的横隔(3)的内径与迷宫内芯(2)上的圆柱面外径之间以及迷宫内芯(2)的横隔(3)的外径与迷宫外套(1)上的圆柱孔直径之间也均保持一定的间隔；上述结构在迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)之间由迷宫外套(1)的圆柱孔、迷宫内芯(2)的圆柱面和两者上面的横隔(3)共同构成了能够让流体在其内流动时连续作90°转向的迷宫形通道。此外，所述的多级圆筒形的迷宫外套(1)由通过其中心线的剖切平面---迷宫外套分切 面(6)将其分切为两个相同和对称的两部分所组成；组装时，将两部分合上、包围在迷宫内芯(2)的外周，再和迷宫内芯(2)一起放入外侧承压体(5)右侧主体部分的内孔内，盖上外侧承压体(5)的左侧部分、压紧迷宫节流组件进行点焊、完成焊接。

实施例二

采用本发明所提出的轴流式迷宫节流结构的技术方案可以制作成独立的部件---轴流式迷宫节流器，作为管道附件来使用。如图2所示是轴流式迷宫节流器与阀门配套使用的示意图，轴流式迷宫节流器的入口和阀门出口通过焊接进行连接，介质从左侧进入阀门，轴流式迷宫节流器右端为介质出口。

轴流式迷宫节流器的迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)上的横隔的数量决定了迷宫节流结构的级数，在本实施例中，迷宫外套(1)上的横隔数量为2个，迷宫内芯(2)上的横隔数量为3个，迷宫节流结构的转弯级数为12级，这是根据该阀门安装部位的工作压差和具体的降速降噪要求而确定的。由于该阀门的入口介质为高温并接近饱和状态的水，出口因降压而转化为低压的蒸汽，因此在迷宫节流组件中有水转化为蒸汽的过程，并且愈向下游压力越低体积膨胀后密度也越小、流速也越快，因而流道面积也应愈往下游越大。本实施例中这是通过调整横隔的间距、调整迷宫外套(1)上横隔的内径和迷宫内芯(2)上横隔的外径、调整迷宫外套(1)上各级圆柱孔的内径和迷宫内芯(2)上各级圆柱面的外径来实现的。

实施例三

本发明所提出的轴流式迷宫节流结构也可以设计于阀门内部作为阀门结构的一部分，如图3所示。

本实施例的阀门(7)用于锅炉炉水排污，由于入口介质为汽包内的高压炉水，出口通大气，阀门工作压差高，因此在阀门阀体(8)内的入口一侧设置了内置的轴流式迷宫节流结构，使通过阀门密封面处的介质为低压低流速的水，从而能解决目前电站锅炉高压差排污阀门所存在的密封面因受冲刷破坏而泄漏严重、阀门使用寿命短、振动噪音大的问题。

由于轴流式迷宫节流结构的迷宫流道的流通面积较大，因此不会出现象其它的高压差节流结构通常会出现的易被杂质堵塞的问题；另外，本实施例中轴流式迷宫节流结构的轴线方向按垂直方向设置，因此在节流结构内也不易产生杂质积存，再加上在阀门内流道的设计方面注意避免了容易导致杂质积存的死角，因此阀门能够实现和能够长期保持通畅、可靠的排污功能。

迷宫节流组件结构如实施例一所述；本实施例中，阀门的阀体(8)构成了轴流式迷宫节流结构的外侧承压体；产品制造时，迷宫外套(1)先按整体加工，再用线切割剖成相同和对称的两部分，装配时与迷宫内芯(2)一起装入阀体(8)内。

以上结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围。本技术领域的技术人员应该知晓，本发明不受上述实施例的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本发明权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本发明的精神和技术实质，仍然会属于本发明的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种轴流式迷宫节流结构，包括迷宫外套(1)、迷宫内芯(2)、外侧承压体(5)，其特征在于：在包含流体入口和流体出口的外侧承压体(5)内设置有迷宫节流组件，所述的迷宫节流组件包含迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)，迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)为中心线重合的回转体型零件，两者的中心线方向与外侧承压体(5)的入口和出口连线的方向吻合，迷宫内芯(2)在中央位置而迷宫外套(1)包围在迷宫内芯(2)的外周，两者中间的空腔与外侧承压体(5)的入口和出口连通构成本节流结构的流道；迷宫外套(1)的基本形状为多级圆筒形，中间带多个板状、垂直于圆筒轴线、内孔与圆筒同心的横隔(3)，迷宫内芯(2)的基本形状为一端带圆盘形底板(4)的多级圆柱形，圆柱中间亦带有多个板状、垂直于圆柱轴线、外圆与圆柱同心的横隔(3)，底板(4)上分布着若干个通孔，迷宫外套(1)上的横隔(3)与迷宫内芯(2)上的横隔(3)依次交错排列，相邻两横隔(3)之间保持一定的间隔，而迷宫外套(1)的横隔(3)的内径与迷宫内芯(2)上的圆柱面外径之间以及迷宫内芯(2)的横隔(3)的外径与迷宫外套(1)上的圆柱孔直径之间也均保持一定的间隔，上述结构在迷宫外套(1)和迷宫内芯(2)之间由迷宫外套(1)的圆柱孔、迷宫内芯(2)的圆柱面和两者上面的横隔(3)共同构成了能够让流体在其内流动时连续作90°转向的迷宫形通道；所述的多级圆筒形的迷宫外套(1)由通过其中心线的剖切平面---迷宫外套分切面(6)将其分切为两个相同和对称的两部分所组成。

2.根据权利要求1所述的轴流式迷宫节流结构，其特征在于：所述的外侧承压体(5)由两部分所组成，在迷宫外套(1)、迷宫内芯(2)装入后，外侧承压体(5)组合、压紧、焊接为一个整体。