多级降压高压差调节阀设计

4 材料选择

材料选择主要考虑到强度、接触硬度和热膨胀系数，阀内件应抗冲刷，耐腐蚀，并防止在高温高压下变形和咬死(表1)。阀体宜采用锻件，粗加工后必须经过超声波探伤检验。阀门填料可使用碳纤维聚四氟乙烯编织填料或带金属网填充柔性石墨等高强度填料。为防止高压流体经填料函外泄，故填料必须压得很紧，这就加大了填料与阀杆的摩擦力，结果会导致阀杆磨损，并且填料还可能会对阀杆表面造成点状侵蚀。所以阀杆表面必须进行硬化处理，以提高阀杆的寿命。

5 设计及CV计算

多级降压高压差调节阀流向采用底进侧出，通过多级阀芯和套筒来控制液体的压力和流量。由于液体为不可压缩性流体，因此设计多级阀芯和套筒窗口时，要求各级流道的流通截面积相等。

设A1为阀芯台阶环形流通截面积(mm)，A2为套筒窗口径向流通总截面积(mm)，A3为套筒窗口轴向流通总截面积(mm2)，S为阀行程(mm)，参见图3和图5。则

2

2

A2=2W(L-E) A3=4Wt 由于A1=A2=A3，则

t=S·δ L=2(S·δ)+E

套筒窗口上方4-Φh孔只起流通作用，而不作节流用。为不影响套筒的流通能力，4-Φh孔的总流通截面积A3≥1.5A1。 套筒流通能力CVC为

阀座流通能力CVb为

阀的总流通能力CV为

式中 k——套筒流通系数 r——阀座半径，mm

K——阀总流通系数，可取31

多级降压高压差调节阀也可用于气体、蒸汽及气液两相流的场合。由于气体是可压缩性流体，压力降低时体积急剧膨胀，因此进行流道设计时要将套筒窗口流通截面a、b、c、d(图3)按一定的系数逐级放大。 6 强度校验

强度校验主要是阀杆(图6)的挠曲强度计算以及套筒的压应力校验。

阀杆挠曲强度计算包括阀杆柔度λ和材料柔度λp，及阀杆临界载荷Per和许用载荷PA等。

当λ≥λp时，采用欧拉公式