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节流阀

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中文名称;节流阀

外文名称;throttle valve

作用;控制流体流量

种类;直通式和角式

性能要求;流量调节范围大,压差变化平滑

ENSource;ISO 5598-2020

节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀,在定量泵液压系统中,节流阀和溢流阀配合,可组成三种节流调速系统,即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能,不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定,一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。[1]

性能要求

对节流阀的性能要求是:

·流量调节范围大,流量一压差变化平滑;

·内泄漏量小,若有外泄漏油口,外泄漏量也要小;

·调节力矩小,动作灵敏

节流阀(Choke valve)的外形结构与截止阀并无区别,只是它们启闭件的形状有所不同。节流阀的启闭件大多为圆锥流线型,通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力。节流阀供在压力降极大的情况下作降低介质压力之用。

介质在节流阀瓣和阀座之间流速很大,以致使这些零件表面很快损坏,即所谓气蚀现象。为了尽量减少气蚀影响,阀瓣采用耐气蚀材料(合金钢制造)并制成顶尖角为140~180的流线型圆锥体,这还能使阀瓣能有较大的开启高度,一般不推荐在小缝隙下节流。

产品特点

1.构造较简单,便于制造和维修,成本低。

2.调节精度不高,不能作调节使用

3.密封面易冲蚀,不能作切断介质用。

4.密封性较差。

分类

节流阀按通道方式可分为直通式和角式两种;按启闭件的形状分,有针形、沟形和窗形三种。

可调节节流阀:阀针和阀芯采用硬质合金制造,产品按API6A标准设计,具有耐磨、耐冲刷性能。主要用于井口采油(气)树设备。

滑套式节流阀:阀芯采用低噪音平衡型结构,开启轻便,产品按API6A标准设计,阀芯表面覆盖碳化钨,适合于有闪蒸、高压差,高压力,空化等条件苛刻的场合,使用寿命长,流量调节精度大大提高。适用于石油,天然气,化工,炼油,水电等行业。

安装维护

节流阀的安装与维护应注意以下事项:

该阀经常需要操作,因此应安装在易于方便操作的位置上。

安装时要注意介质方向与阀体所标箭头方向保持一致。

一、节流阀体沉积物的来源较为复杂,但可归纳为以下几类:

1.油液中的机械杂质或因氧化析出的胶质、沥青、碳渣等污物堆积在节流缝隙处。

2.由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子,而节流缝隙的金属表面上存在电位差,故极化分子被吸附到缝隙表面,形成牢固的边界吸附层,吸附层厚度一般为5~8微米,因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时,会被液流冲刷掉,随后又重新附在阀口上。这样周而复始,就形成了流量的脉动。

3.阀口压差较大时,因阀口温度高,液体受挤压的程度增强,金属表面也更易受摩擦作用而形成电位差,因此压差大时容易产生堵塞现象。

4.PCV废气来源:燃烧室内的可燃混合气通过活塞间隙进入曲轴箱后,与机油蒸汽混合后形成的混合气体。为避免稀释和污染机油,混合气会被曲轴箱强制通风系统(PCV)抽入进气道参与二次燃烧。这部分废气进到进气道后,由于温度降低会冷凝形成液相态,其中的“不稳定组分”会在高温下氧化缩合,在节流阀表面形成油垢并附着。

5.涡轮增压压气机深入的润滑油:对涡轮增压发动机而言,普遍采取废气驱动方式,即利用排气道产生的高压废气驱动涡轮,并通过共轴带动进气道内的压气叶片,形成进气道气流增压。但共轴轴承在长期且恶劣的工况下,易产生润滑油的渗透及挥发,再加入充气效率成倍增长,更易形成重质油污加剧节流阀体沉积物的附着。

6.碳罐排出的燃油蒸汽:发动机碳罐吸附的燃油蒸汽中,易形成节流阀沉积物的只要是环戊二烯,在持续的高温下可氧化缩合形成胶状油垢。

二、节流阀的维护与清洗

当节流阀(即蝴蝶阀)被沉积物所阻碍时,节气门开度值产生紊乱,发动机不能稳定、精确的控制其开度,开度值过低造成启动困难、怠速不稳或异常熄火;发动机加减速时,节流阀不能及时响应会导致加速延迟或突然提速。

相关措施

1.选择水力半径大的薄刃节流口。

2.精密过滤并定期更换油液。

3.适当减小节流口前后的压差。

4.采用电位差较小的金属材料、选用抗氧化稳定性好的油液、减小节流口表面粗糙度。

应用

由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小,还与节流口前后的压差有关,阀的刚度小,故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。

对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统,必须对节流阀进行压力补偿来保持节流阀前后压差不变,从而达到流量稳定。

参考来源

单向节流阀的工作原理

参考资料

  1. 节流阀,360文库 , 2021年2月2日