什么是迷宮式調節閥

一、迷宮式調節閥的定義

電動或者氣動多級迷宮調節閥采用的是多級軸流壓套組成的迷宮式流道調節閥，控制了流過閥內的介質的流速，大幅度的降低了高壓氣體或者蒸汽在閥內產生的噪音，穩定的多級別降壓有效使液體不會產生氣蝕，是使用在高壓介質場所性能穩定的控制閥，可選擇多彈簧氣動簿膜機構或電動執行機構等。

二、迷宮式調節閥的特征和應用

迷宮式套筒由同多個同軸表面分布著迷宮曲徑的圓柱碟片組成。根據介質工藝參數不同，設計不同的迷宮曲徑規格與疊合層數組成閥籠，閥籠將總的流道分成許多細小的迂回甚至臺階狀分布的節流流道，迫使流體不斷地改變流向與流通面積逐步降低流體的壓力，以達到預防閃蒸空化的發生，延長閥內件的使用壽命。采用平衡式套筒閥芯，閥芯與閥座的緊密配合確保了極低的泄漏。此種閥內件適合于各種易產生阻塞流動造成汽蝕的工況。

以單今國際上著名的進口高壓調節閥品牌德國沃德WODE的迷宮式調節閥為例，一般用于高溫高壓的蒸汽，以及給水場合。

高溫高壓進口調節閥被廣泛地應用于電站、冶金、石化等許多行業，高溫高壓調節閥的汽蝕、噪音和震動等問題，一直是一個難以解決的課題。從20世紀90年代開始，德國沃德WODE閥門公司工程技術人員，開發研制了迷宮式系列調節閥。這是目前最新一代的、具有較高技術含量的調節型閥門。它運用成熟的技術，成功地解決了普通控制閥門所遇到的諸如汽蝕、高噪音、震動等問題，目前已應用在電廠鍋爐減溫水、給水泵最小流量控制以及其他流量調節中。

迷宮式進口調節閥可專門針對用戶的不同要求來設計，通過對介質流速的控制而消除汽蝕、噪音、腐蝕及震動問題。迷宮式調節閥在結構上設計成快拆式，維修方便，可很便捷地更換閥芯；在流量特性上采用個案設計，從而提供比較精確的流量控制，具有嚴謹的關閉特性。電廠采用迷宮式調節閥，可保證安全、穩定地運行，提高效率并延長維修周期。

三、迷宮式調節閥的工作原理

對于普通單級降壓閥門，當介質進入時其壓力為p1，流速為v1。當介質流動到閥芯部分時，由于閥芯與閥座的節流作用，產生頸縮現象，因此流速會迅速增加至v2，而壓力則迅速降低至p2，且往往低于該介質的飽和汽化壓力Pv。在這種情況下，介質汽化，形成氣泡。當介質流過閥芯和閥座形成的頸縮部后，由于通道的改變，工況條件也發生了變化，壓力口升，動能轉換為勢能，此時的壓力回復為P3，速度回復為v3。

當壓力超過該介質的飽和汽化壓力Pv時，剛才形成的氣泡就會發生破裂，產生局部壓力。氣泡破裂時的巨大能量能在瞬間對閥芯、閥座等節流元件產生嚴重的破壞，形成所謂的汽蝕現象。汽蝕勢必造成閥門的損壞，導致泄漏，產生嚴重的噪音并引起閥門內件的震動，從而影響整個系統的安全性和效率。

由于汽蝕會對節流元件產生高達幾千個大氣壓的表面沖擊壓力，因此，單純靠提高閥芯、閥座的表面硬度是無法從根本上解決汽蝕問題的。

迷宮式調節閥的抗汽蝕設計是利用迷宮式芯包多級降壓的原理，通過強制介質流經一系列的直角彎道使流速得到的控制，達到逐級降壓的目的。無論壓降大小，這些彎道的阻力使得介質流出芯包的速度受到限制。經過多級降壓，使介質的壓力始終維持在介質的飽和汽化壓力pv之上，從而避兔了汽蝕現象，消除了不安全因素。

迷宮式芯包由多片迷宮盤片在特殊條件下粘合（用進口粘接劑）而成。每片迷宮盤片用專用成型方法加工形成很多通道，而每個通道能通過一定量的介質，通道內由一系列的直角彎道提供介質阻力。根據用戶不同的要求，經過精確的計算，選定不同彎道級數，使得流經迷宮式芯包的介質速度始終限制在一定范圍內。參照國外的成熟經驗，當流速小于或接近30m/S時，對節流元件的沖蝕影響最小。

由于每一片迷宮盤片的流量及彎道數量可以改變，而且盤片的厚度可以設計得很薄（如2.5mm），所以閥門就可以根據用戶的特殊要求來設計，以提供精確的流量控制。根據閥門的應用場合及用戶的要求，調節閥的流量特性曲線可設計為線性、等百分比、修正等百分比以及其他特殊曲線形式。

由于電廠閥門中的工作介質基本上都是流體（主要是水），因此迷宮式進口調節閥一般采用流關型結構。當采用流關型結構時，進入閥體的介質，首先經過芯包，再經過閥芯，最后由閥座流出，如圖5所示。閥門流向由標在閥體上的標牌所指示。

四、迷宮式調節閥的分類

1、平滑式迷宮密封

平滑式迷宮密封有整體和鑲片兩種結構，它結構簡單，便于制造，但密封效果較差。

2、曲折式迷宮密封

    曲折式迷宮密封也分整體和鑲片兩種結構，這種迷宮密封的結構特點，是密封齒的伸出高度不一樣，而且高低齒相間排列，與之相配的軸表面，是特制的凹凸溝槽，這種高低齒與凹凸槽相配合的結構，使平滑的密封間隙變成了曲折式，因此，增加了流動阻力，提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸體或隔板中，并且密封體也要作成水平剖分型。

3、階梯式迷宮密封

    階梯式迷宮密封從結構上分析它類似于平滑式迷宮密封，而密封效果卻與曲折式迷宮密封近似，常用于葉輪蓋板和平衡盤處。

4、蜂窩式迷宮密封

蜂窩式迷宮密封的密封齒片焊成蜂窩狀，以形成復雜形狀的膨脹室，它的密封性能優于一般密封形式，適用于壓力差較大的場合，如離心式壓縮機的平衡盤密封。蜂窩式迷宮密封制造工藝復雜，密封片強度高，密封效果較好。

因此，我們可以結合具有典型代表性的國際品牌美國威盾VTON、德國沃德WODE的迷宮式調節閥的參數特征，得出迷宮式調節閥的主要參數，以供選型：

控制閥參數說明：

閥內件特點： 套筒導向型,平衡內件結構,迷宮式閥籠結構,平衡密封環結構（常溫）,金屬密封環結構（高溫）

進口調節閥迷宮式閥體類型： 直通式 ,角式 ,Z型閥體

閥蓋形式： 標準型 ,散熱型 ,低溫型

流量特性： 等百分比 ,線性 ,快開

口徑范圍： DN15-300(1/2”～12”)

壓力等級： PN15、25、42Mpa、70Mpa（ANSI 900、1500、2500LB、4500Lb）

泄漏等級： ASME B16.104 Ⅴ（標準型金屬閥座）

管道連接方式： 法蘭式 ,對焊式

適用溫度范圍：- 30℃ ～ 260℃（平衡密封環結構）-196℃ ～ 550℃（金屬密封環結構）

執行機構類型： 氣動薄膜式執行機構氣動調節閥，氣動活塞式執行機構,電動執行機構。