节流阀的工作原理、结构和分类

通过开关(阀门)的运动改变通路截面积，调节流量压力的阀叫做节流阀。

节流阀的外形和结构都与截止阀很相似，只是阀的形状和动作行程不同，所以节流阀和截止阀的零件通用度高。

各种截止阀可以改变介质通道的截面积，因此有一定程度的调节作用，但调节性能差。 这是因为这些开关和阀杆是活动连接的，连接部有间隙，因此调节困难，开关的升降与通道面积的变化不成比例，因此，正确且连续的调节不容易的通道面积小，介质的流速大时，会引起密封面的剧烈侵蚀，引起阀的振动。 因此，通常使用专用结构和开关具形状的节流阀进行调节。

节流阀主要用于调节流量、压力，选择阀门时应考虑流量控制范围、压力降及其负荷等，避免早期故障，确保安全使用。 用于高压差节流的阀需要特别设计的阀密封设备。 通常，通过阀的zui大压差不能超过zui大上游压力的20%或200psi (1380kPa )中的小值。 超过该差压的极限时，可使用具备专用密封设备的阀。

一般工业用节流阀根据工作介质的流向分为阀平衡式和阀非平衡式。 阀平衡节流阀分为直流式节流阀和方式节流阀，阀平衡节流阀分为直流式节流阀、方式节流阀、直流式节流阀、锯齿形流路式节流阀和三通流路节流阀等 石油、天然气钻井行业使用的节流阀分类方法稍有不同，单独在章节中介绍。

节流阀根据调节精度分为粗调式和微调式。

图11-1所示的锯齿形流路式节流阀内部构造简单，属于粗糙式节流阀，行程的大小和流量变化的关系没有事先决定，只能用别的流量计暂时判断，因此该阀只用于一般的工艺配管。

图11-2所示的角度式节流阀结构复杂，属于微调节流阀，具有三个特征:①采用针阀，工作行程大，行程与流量变化的关系具有小斜率②采用螺旋微型机构标定行程，精度高稳定 为事先标定行程与流量变化的关系曲线提供了有利条件③紧凑、轻量、密封性能好、安装位置和形式无限制。 因此，可用于要求调整精度的工艺分析管路和小流量精密调整站，可简单地安装在仪表盘上，可直接安装在各种管路上，安装在仪表盘上时只需旋转锁紧螺母，将阀插入控制盘的孔中后返回紧固即可。

11.3.1节流阀的阀

节流阀主要有以下几种形状。

①月牙形如图11-3 (a )所示，也称为槽形，是将柱塞的侧面平面地斜切而成的。 这个阀门的适应性很高，再加上

工艺简单，成本低廉，但由于径向失衡力大，仅适用于少量生产的低压小口径阀，高压大口径阀采用不多。

②圆锥形如图11-3 (b )所示，阀通常被车削，多适用于中小径节流阀。 针阀是圆锥形阀的一种特殊情况，主要用于小直径节流阀，习以为常。

③圆柱形如图11-3 (c )所示，阀与圆锥形阀相同，通常被车削，主要用于套筒式节流阀。

④窗形如图11-3 (d )所示，也称为凹口形，该阀的对称性和各向异性比以上的月牙形和圆锥形阀好，适用于动作平稳、振动小、介质压力高的大口径节流阀。

11.3.2节流阀的开启高度

节流阀通过改变阀门和阀座之间的流通面积来实现流量的调节作用。 月牙形和圆锥形的阀，锥度和倾斜度越大，截面积的变化越快，也就是说开放的高度越小，调节性能越差。 相反，锥度和倾斜度越小，截面积的变化越缓慢，或者阀门越长，阀门的打开高度越大，则调节性能越好。

针阀实际上是截面积变化非常平缓的小径节流阀。 确定节流阀的阀开高度时，请考虑阀的密封形式。 阀为填料密封时，由于截止阀和节流阀始终采用完全相同的阀体空白，因此打开的高度大小没有严格规定，仅限于阀体的高度。 在阀为波纹管密封的情况下，打开的高度的大小直接影响波纹管部件的长度，因此波纹管主体过长，不仅阀整体的高度大幅增加，而且波纹管部件自身的压曲力降低，即密封结构的压力负荷性能降低。 因为p，检验高度的大小是否合理，zui终于影响阀的性能和密封效果。 此时，必须首先找到节气门的理想状况点，确定合理的节气门范围(通常为开高的30%〜70% )，并据此确定开高的大小。 但是，任何密封方式的阀门，当到达开放高度的终点时，阀门和阀座之间的流通面积都必须在入口端的横截面积以上。

实际上，节流阀的调节性能的好坏除了阀与阀座之间的流通面积变化之外，还与流阻系数密切相关，因此在决定阀的形状和尺寸时，流量和流阻试验往往是不可缺少的手段。

当节气门的阀门高度不同时，阀门和阀座形成的窗帘面积(环状通路面积)也发生变化，因此，如果细致地调节阀门的高度，就能够调节阀门和阀座形成的窗帘面积，能够得到决定数值的流量和压力。

(一)引导要求；

在媒体流和节日的流通路中，如果阀门以非常快的速度碰撞，会产生偏差和振动，会影响调节性，因此需要引导装置。 月牙状、圆柱状、窗状结构的阀门，是引导阀座通道的圆锥形结构的阀门，可以为阀盖的型腔设计足够长的凸台，加工导孔进行导向。 如图11-3 (b )所示，也可以在阀杆和阀盖之间设计导向机构，此时，请将阀固定在阀杆上，尽量缩小间隙。

(2)光刻胶要求

阀门和阀座的密封面受到高速介质的侵蚀作用，必须用具有耐侵蚀性和磨损性的材料制造。

(3)轴杆梯形螺纹间距

节流阀的阀轴螺纹梯形的间距比同规格的截止阀的阀轴螺纹的间距小，因此节流阀的调节容易。

一般来说，节流阀阀座的密封性能差，作为截止阀使用总是不可靠的，即使是精心设计的节流阀<； br/>； 封闭两用阀可以表示在制造工厂的组装试验时阀具有密封性能，但长期使用也不能保证密封的可靠性。 同样，截止阀也有一定程度的粗调功能，但是调节性能极差，因为快开特性，作为截止阀使用也不妥当。 这是因为此时阀与阀座的间隙小，流阻大，流速增加，介质的剧烈侵蚀，阀与阀座的密封面很快破损，截止阀失去了原来的功能。

针阀也是小径节流阀，工作介质的流动有锯齿形流路式和方式两种构造。 针阀阀体类似圆锥形阀，但锥形小，锥形长，略呈针状。 针阀阀体的截面变化小，调节灵敏度高，可作为流量控制阀。 针阀特别适用于高压下的操作，其阀柱为针阀，因此受压介质的压力小，容易开闭。

针阀的连接方式有卡套连接、外螺纹连接、内螺纹连接等。

针阀一般用于要求高压力和低流量的场所。 针阀也可作为压力表、气压调节器的安装用阀使用，也可作为取样阀使用。

资料来源:上海自动仪表销售网( 40017.net )

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