[发明专利]能够防止气蚀的高压差控制阀

说明书

技术领域

本发明涉及在流体流通的配管的路径上配设的用于防止气蚀(cavitation)的气蚀遮断器(cavitation breaker)，特别涉及气蚀遮断器由具有气蚀抑制性且具有在高压差及高流速下的流量控制性以及压力控制性的偏心蝶阀，和配置在该偏心蝶阀的下游紧接着的位置上的具有气蚀防止性的气蚀防止体构成的能够防止气蚀的高压差控制阀。 

背景技术

对于配设在用于使流体流动的配管的路径上通常的阀，在用于液相流体的情况下，当该阀的上游侧与下游侧的压差变大时，阀的下游侧紧接着的位置的压力降低，易于低至饱和蒸气压以下，由此易于发生气蚀。在变为饱和蒸气压以下的被称为缩流面(vena contracta)的压力降低点的下游区域中发生气蚀，产生气蚀气泡，并且在阀的下游区域该气蚀气泡破裂而产生冲击压，从而产生噪音和振动，而且也往往对阀主体内表面或者配管造成损伤。特别是配设在配管的路径上的阀是蝶阀或者球阀的情况下，由于使用这些阀时的压力恢复大等，从而上述那样的气蚀现象更加明显。 

配设在配管的路径上的阀具有各种类型，作为一般对流量和压力进行控制的控制阀，通过阀对流下的流体的流动施加阻力，能够控制其流量和下游侧的压力。在流体通过阀时，在阀部产生缩流部，在紧接着阀的位置成为收缩最大的缩流，从而在该区域中的流速变快，且该区域中的压力降低。而且，例如在使用蝶阀的情况下，在阀体下游侧的面附近产生涡流，在涡流的漩涡内部还产生低压部，从而形成易于发生气蚀的状况。另外，阀的上游侧和下游侧的压差越大，即阀的上游侧和下游侧越是高压差，压力降低点的压力降低量越大，从而更加难以抑制气蚀的发生和控制流量特性。 

关于气蚀公知有，即使压差相同，由于阀种类或者阀结构的不同，缩流面处的压力降低量也不同，压力恢复难的阀不易发生气蚀。压力恢复是由被称为压力恢复系数的阀固有的值规定的，该值越大越不易发生气蚀。例如， 对于该值，截止阀(globe valve)的压力恢复系数约为0.8，蝶阀的压力恢复系数约为0.65，球阀的压力恢复系数约为0.55，与蝶阀和球阀相比，截止阀不易发生气蚀。 

因此，以往为了抑制气蚀经常采用的手段是选择压力恢复系数值大的阀类，进而在该阀类中也选择为了获得更好的控制性而设计的压力恢复系数值大的阀。另外，在用于抑制气蚀的手段中能够列举例如本申请人公开的专利文献1的技术。专利文献1的技术通过在中心型蝶阀的阀体表面的规定位置设置多个梳齿，使流体变为细的喷射流，从而使发生在阀体的下游侧的气蚀分散，并且抑制气蚀的生长。 

另外，作为抑制气蚀发生的手段，如专利文献2公开的那样，同时设置球阀和多孔板，在通过球阀产生的压力损失的基础上，再加上通过多孔板产生的压力损失，从而使压力损失分散，由此抑制气蚀。对于专利文献2的阀，在球阀的内部，在阀体的上游侧和下游侧这两侧或者其中任一侧设置贯穿设置有多个能够使流体流过的孔的流体缓冲部，由此具有耐气蚀特性。 

另一方面，控制阀的作用是控制流量，其流量控制性取决于阀固有的流量特性。作为体现流量特性的手段具有固有流量特性，该固有流量特性以％表示阀前后的压差恒定时的相对阀开度的流量，作为控制特性具有代表性的是在小的阀开度范围体现出大的流量变化的快开(quick open)特性、Cv值和阀开度成正比例变化的Cv线性特性或者流量％与阀开度％成对数关系变化的等百分比(equal percentage)特性等，因阀的结构的不同而差异大。例如，通常的中心型蝶阀的固有特性是在阀开度60°以下显示等百分比特性、偏心蝶阀的固有特性是体现在阀开启时流量暂时变多的快开特性且能够控制的范围变窄，因此需要按照使用用途选择具有适合的特性的阀。固有流量特性是阀前后的压差恒定情况下的特性，但在实际的配管线上，根据离心泵的喷出压与流量的关系和二次配管状况，阀前后的压力和流量发生变化。将这种表示相对实际阀开度的流量的特性称为实际流量特性。其中，在考虑阀的代表特性的情况下，经常使用离心泵的特性表示具有代表性的实际流量特性(下面仅称为实际流量特性)。 

Cv线性特性是在使阀的阀压差恒定的条件下，流过该阀的流体的流量％与阀开度％成正比的性质，在固有流量特性的情况下呈直线性，在实际流量 特性的情况下变为上凸型的曲线性。在考虑相对阀开度％的流量％时，在阀开度小的范围内流量变化大，而在阀开度大的范围内流量变化稳定而控制性提高。由此，Cv线性特性好的阀在需要真正的线性的情况下，适于作为例如像水库和蓄水池那样的水位恒定的大容器的主阀。另外，适于配管阻力小于阀的阻力的情况。