CN102635698A - 一种通海阀 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种通海阀，包括阀体、阀盘、阀杆、填料密封装置、手轮机构、内支架结构，所述的内支架结构包括三根顶点固定在一起、端点固定在阀体下端的支架，三根支架的顶点位于通海阀本体出水口的圆心，第一支架与通海阀本体进水口的轴线相平行，第二支架和第三支架与第一支架均成105度角。本发明中的内支架结构，与阀体镶嵌与一体，结构简单安装方便，易于实现。可在不破坏原有流场稳定性的基础上降低阀门流场噪声。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种减振降噪领域的阀。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步，大量的流体管道应用于输液或输气系统，管道运输在社会的发展中具有越来越重要的作用，而在这些工程实际当中，阀门又是不可或缺的重要控件，阀门在管路系统的方向调节以及流动控制中起着极其重要的作用。随着国内外阀门技术的迅速发展，工程应用对阀门的质量要求也越来越高。阀门的水力特性对于指导阀门设计至关紧要。然而在阀门流道中伴随着普遍存在湍流、分离、气穴，水击等复杂的流动现象，阀门噪声也日渐成为人们克服的重点和难点。阀门的噪声是多种多样的，主要包括机械性噪声、气蚀噪声、湍流脉动噪声、涡流噪声以及水锤噪声等。对于通海阀而言，气蚀噪声、涡流噪声是阀门噪声的主要来源。气蚀噪声又是最常见也是最容易发生的。
通海阀是潜艇内部管路系统与外界连接的重要装置，主要用于各管路海水注入和排出的控制和调节，在潜艇隐身性能研究中，通海阀系统的减振降噪是一个关键之处，其性能的好坏直接影响着各个系统乃至整艇的噪声水平。
发明内容
本发明的目的在于提供降低阀门气蚀噪声、涡流噪声、湍流脉动噪声的一种通海阀。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种通海阀，包括阀体、阀盘、阀杆、填料密封装置、手轮机构，其特征是：还包括内支架结构，所述的内支架结构包括三根顶点固定在一起、端点固定在阀体下端的支架，三根支架的顶点位于通海阀本体出水口的圆心，第一支架与通海阀本体进水口的轴线相平行，第二支架和第三支架与第一支架均成105度角。
本发明还可以包括：
1、内支架结构在阀体里的位置保证阀盘下降时不与内支架结构相接处。
2、内支架结构的三根支架的厚度为5mm～10mm。
本发明的优势在于：
1.在阀体上按角度固定的三根支架结构，能够提升通海阀内流道的最低压力，从而更有利于防止发生气蚀现象的发生。
2.在阀体上按固定角度安装的三根支架结构，能够使阀体下端的速度分布更加均匀，使流动更加平稳，从而降低了速度梯度，降低了涡流噪声。
3.在阀体上按固定角度安装的三根支架结构，能够使流道更加流畅，降低了整个流道内的湍动能，从而降低了湍流脉动噪声。
4.在阀体上按固定角度安装的三根支架结构，不仅能从根本上降低通海阀的噪声，而且该结构加工简单，安装方便。
附图说明
图1是通海阀总体结构图；
图2是三根固定支架结构图；
图3是原阀中心截面速度分布图；
图4是原阀下端截面速度分布图；
图5是改进阀中心截面速度分布图；
图6是改进阀下端截面速度分布图；
图7是原阀中心截面压力分布图；
图8是改进阀中心截面压力分布图；
图9是原阀中心截面湍动能分布图；
图10是改进阀中心截面湍动能分布图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～10，本阀门为直角阀门，由图3、4可见，通海阀在出水的时候，流体在阀体下端速度分布发生严重的偏置，即在阀体下端右半部分区域的流速明显大于左半部分区域的流速。为了使阀体下端的流速更加均衡，而又不阻碍右端的高速流，所以本专利在阀体下端加装固定支架。考虑支架过多会影响过流面积，破坏原有流场的稳定性，所以采用了三根支架。
如图1、2所示，既要保证右端高速流区域的过流面积为最大，又要保证左侧上下两端的流动保持对称，经综合考虑并经优化后确定左侧一根支架与X轴重合，且支架左侧上下两端与X轴负方向夹角均是105°，另外两根支架的夹角为150°。且各个支架之间按照105°，150°，105°固定夹角分布。
图5、6是在阀体安装支架后的流场分布图，阀内流体速率没有太大的变化，但是在阀体下端整个流通截面上，原来的严重的速度偏置现象有所好转，三根支架起到了缓冲、平衡流速的作用。
图7、8是原阀与改进阀中心截面上压力分布图，从数值上可以看出原阀的最低压力是3.34MP，而新阀的最低压力是3.75MP，压力提升13％。提高了最低压力，降低了气蚀发生的可能性。
图9、10是内流道中心截面上的湍动能图，比较可知，湍动能由原来的的454m2/s2降低到了406m2/s2，即在阀体安装三根固定支架以后，流道内湍动能减少11％，而且湍动能分布比较均匀，说明流场更加流畅，流速更加均衡。湍动能降低了，相应的湍流脉动噪声就会有所降低，利于阀门降噪。
本申请通过在阀体上按照105°，150°，105°固定角度嵌入的的三根固定支架，对流道以及噪声的影响都是显而易见的，而且在阀体下端被支架分成的上下两部分不但在角度上是对称的，在流动上也成对称分布。
通过以上的仿真结果可知，在阀体上嵌入的三根固定支架对于降低通海阀汽蚀噪声、涡流噪声、湍流脉动噪声有很好的效果。
Claims (3)
1.一种通海阀，包括阀体、阀盘、阀杆、填料密封装置、手轮机构，其特征是：还包括内支架结构，所述的内支架结构包括三根顶点固定在一起、端点固定在阀体下端的支架，三根支架的顶点位于通海阀本体出水口的圆心，第一支架与通海阀本体进水口的轴线相平行，第二支架和第三支架与第一支架均成105度角。
2.根据权利要求1所述的一种通海阀，其特征是：内支架结构在阀体里的位置保证阀盘下降时不与内支架结构相接处。
3.根据权利要求1或2所述的一种通海阀，其特征是：内支架结构的三根支架的厚度为5mm～10mm。
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