閥內(nèi)件產(chǎn)生的閥門嗓音是由于下述原因之一所造成的：
(1)機械振動；
(2)固有頻率振動；
(3)節(jié)流不穩(wěn)定性；
(4)流動介質(zhì)——液體的氣蝕或氣體流動的空氣動力學影響；
(5)在閥門關閉件上的水錘沖擊。
機械振動可以用下述方法降低：
(1)保持緊密的徑向間隙；
(2)采用重型導向來分散沖擊荷載及減弱振動；
(3)選用耐熱及減少磨損的材料，防止間隙擴大；
(4)在套筒閥的重型閥芯導向上，采用一個彈性材料的阻尼環(huán)，這也可以當作壓力平衡式套筒結構的密封。
固有頻率振動可以用下列方法消除：
(1)采用整體鑄造的閥芯和零件來破壞其對稱性，而不采用圓柱形薄壁筒焊在桿上；
(2)把圓柱形薄壁窗口型閥芯更換為柱塞式閥芯，或者反過來也是一樣；
(3)改變流向；
(4)改變閥桿直徑；
(5)采用單座閥帶重型閥芯導向(沒有導向桿)，因為較大的閥芯剛性對振動不太敏感。
節(jié)流不穩(wěn)定性是組合件垂直振蕩的運動，包括閥芯、閥桿及活動的執(zhí)行機構部件，單座和雙座無壓力平衡的閥門均不穩(wěn)定，當其節(jié)流到高壓降低行程時，如在“流體動力影響”部分所作的說明，由流體碰撞在閥芯上而產(chǎn)生巨大的向上和向下推力，迅速地改變它們的方向和(或)幅值。這種影響可能由帶閥門定位器的執(zhí)行機構所放大，其組合的頻率特性可能失去要求的控制作用。于是，引起了在流動介質(zhì)中的壓力波動，產(chǎn)生一個隆隆的噪聲，頻率大約在30赫左右。振動取決于閥芯-閥桿-執(zhí)行機構等可動零件的質(zhì)量有關的質(zhì)量-彈簧比率。閥座、閥芯及閥桿由于振動、泄漏或閥桿斷裂而損壞。另外，閥桿填料的磨損率也會增加了。
節(jié)流不穩(wěn)定性可以通過下述方法降低：
(1)使用剛性執(zhí)行機構(高的彈簧范圍)；
(2)安裝一個脈沖阻尼器，也有使用“液壓緩沖器”安裝在執(zhí)行機構的推桿上；
(3)設計一個壓力平衡式套筒以減小不平衡力的由幅值，從而改善了穩(wěn)定性；
(4)維持快速的頻率響應，用于調(diào)節(jié)器-閥門定位器-執(zhí)行機構的組合。
流動介質(zhì)的噪音包括：
(1)氣蝕噪音，在高壓降下通過閥座與閥芯的環(huán)形間隙所形成的氣泡破裂后由沖擊而產(chǎn)生的噪音；及
(2)空氣動力學噪音，由于高壓氣體進出閥門的流通口而引起的，是巨大的噪音?？諝鈩恿W噪音也可能由于壓力恢復，隨之在下游通道中的流速降低而產(chǎn)生的聲音沖擊波。
空氣動力學噪音如圖33、34及35中所說明，可以用下述的辦法來使其降低；
(1)所采用的閥內(nèi)件具有許多小的高速流通口，它在較高的頻率下運行，也就是說，通過閥體的內(nèi)壁而加速衰減。
(2)所使用的閥內(nèi)件具有銳邊并改變流動的形狀，這將減小氣體的流速及旋渦的大小。流線型流動具有相反的效果，因為它允許聲音的進一步等熵膨脹或超聲噴射流，在壓力恢復的時候產(chǎn)生更大的沖擊波。
(3)采用軸向套接式閥門，帶可膨脹的彈性材料做成的閥桿和閥芯，而不采用標準的直通閥，因為這種閥門的閥芯套管具有衰減的作用。
(4)可采用對于標準閥內(nèi)件隔音層處理。
水錘噪音及沖擊是由于閥門的突然關閉、使運動的液體停住以及液體和管線中的沖擊波反射而引起的，其強度與密度、速度及流動流體的減速的速率成比例地變化。在嚴重的情況下，法蘭可能松動，造成臨時的泄漏或墊片滲漏，管架可能撕裂松動；或使鑄鐵管破裂。線性和等百分比特性的閥芯在正常的調(diào)節(jié)器關閉速度下一般不會發(fā)生問題，然而，雙位控制的快速動作調(diào)節(jié)器可能會引起一些麻煩?？扉_閥芯可能在關閉之前的最后行程的10-15%需要調(diào)節(jié)特性，特別在高壓降的情況下。高的流速時。液壓緩沖器安裝在執(zhí)行機構的推桿上，可以設計成恰好在切斷之前減慢閥門的關閉速度，此外，脈沖阻尼器應當安裝在管線系統(tǒng)中(將要求協(xié)調(diào)氣體的充氣壓力與系統(tǒng)的特性相匹配)。
(a)在套筒上采用多個高速的小孔以降低噪音
(b)帶槽的套筒提供多個孔，以增加頻率及實現(xiàn)10-15分貝的衰減
(c)多重V型口閥芯，形成口閥芯、形成許多小孔(衰減12分貝)，用于氣體壓力調(diào)節(jié)，低噪音閥內(nèi)件、流路的急轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生多速度頭損耗，衰減空氣動力學噪音及減少氣蝕。氣體流動是徑向地向外，以給出一個恒速流的膨脹區(qū)。
(d)雙多孔低噪音套筒式閥內(nèi)件、雙重膨脹套筒顯著地降低噪音，同時提高空氣動力學噪音的頻率，由重型閥體壁使噪音更多地衰減。外層的流通面積比內(nèi)層的大，以便維持膨脹氣體的低流速
低空氣動力學噪音的閥內(nèi)件結構
低空氣動力學噪音的閥內(nèi)件結構
圖33 低空氣動力學噪音的閥內(nèi)件結構
圖34 在恒定流速下減小壓力以降低噪音
在(c)中，在每塊閥盤的交錯流路中，流體經(jīng)過多次直角轉(zhuǎn)彎，使速度頭大量損失掉，這就把基本的速度方程式從V=√2gh改變成V=√2gh/N，式中N表示在每個流路中一系列轉(zhuǎn)彎的次數(shù)。經(jīng)過考驗的閥盤，在其表面上蝕刻出多流路通道，按預定的數(shù)量環(huán)繞著閥芯而層疊。流路的數(shù)量是隨著閥芯行程的增加而打打開，提供介質(zhì)流動。在高壓降中使用時大大地減少了噪音和磨損。這種結構也同樣適用于防止流體的氣蝕。“V”是一個選定的平穩(wěn)的出口流速，低于聲速，通常最大為100米/秒。
“h”是通過閥門的壓差，“N”決定所需的90°轉(zhuǎn)彎的次數(shù)及整個閥盤的直徑。在每塊閥盤中的孔數(shù)是相同的，固有的流量特性為線性。等百分比，流量特性可以從接連的每塊閥盤上增加開孔的數(shù)量而獲得，當閥芯打開時，流體從這些孔中流過。有些結構在閥盤疊層的上面具有一個開口的套筒，以賦予最小的流動阻力，但壓降是隨著閥門的打開而減小，流速大大低于聲速。
圓錐形的閥芯使氣體沿著曲折的途徑膨脹，使流速增加很少，流通面積是逐漸增大，這就大大地降低了噪音。當壓降發(fā)生于通過一系列孔時，帶分子摩擦的絕熱流動出現(xiàn)接近于恒定的焓值。閥門打開心后，閥芯平衡部分壓力，但在關閉時，全部壓降負荷施加在閥座上。部分平衡作用于關閉閥門是為了安全和節(jié)流穩(wěn)定。最大流速約為普通閥門的四分之一，所以閥內(nèi)件的磨損不嚴重，盡管顆?？赡軟_擊節(jié)流表面。
圖35 特殊的低噪音閥門結構
兩相(液體和氣體)的“汽團狀”流動在通過控制閥時將產(chǎn)生一些沖擊，但是由于在流體管線中的氣體緩沖作用，通常使它限于較小的沖擊。
銷售工程師 余夢潔
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