首先要說(shuō)的有害現(xiàn)象是嚴(yán)重噪音，它會(huì)影響員工的健康和工作環(huán)境。噪音是源于閥門內(nèi)部的一種癥狀，通常會(huì)影響設(shè)備的耐久性，甚至?xí)p壞設(shè)備。閥門噪音的產(chǎn)生原理可以分為以下幾種：機(jī)械、空氣動(dòng)力和流體動(dòng)力。產(chǎn)生機(jī)械噪音的原因可能是閥門內(nèi)部零件振動(dòng)、共振、運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)向失準(zhǔn)，或是間隙過(guò)大?？諝鈩?dòng)力噪音的產(chǎn)生原因是：可壓縮介質(zhì)流的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成聲能。隨著介質(zhì)減壓，釋放出的能量加速流體的流動(dòng)——通常會(huì)超過(guò)音速——并產(chǎn)生噪音。流體動(dòng)力噪音是流體流動(dòng)產(chǎn)生的，具體情況有以下幾種：湍流與閥門及管道壁的碰撞，空泡（氣穴現(xiàn)象）和蒸發(fā)（閃蒸）。

圖1. 籠式控制閥

空泡總是向下游移動(dòng)，當(dāng)流道的橫截面積變大，介質(zhì)的流速降低而壓力升高。這種情況下就會(huì)出現(xiàn)空泡，其內(nèi)部壓力和流道內(nèi)蒸汽的壓力相同，但低于周圍介質(zhì)的壓力。隨后空泡會(huì)向內(nèi)坍塌并消失?？张莸男纬?、由空泡引起的阻塞流，以及隨后空泡在下游的坍塌并消失，這一系列過(guò)程就是所謂的空泡現(xiàn)象。空泡坍塌時(shí)會(huì)發(fā)出爆音，無(wú)數(shù)空泡坍塌發(fā)出的噪音，就像是無(wú)數(shù)碎石從閥門中通過(guò)。這種噪音非常大，長(zhǎng)期受其影響的人員甚至可能會(huì)因此損傷聽(tīng)覺(jué)。不僅如此，空泡坍塌時(shí)會(huì)產(chǎn)生激波，并可能導(dǎo)致閥門嚴(yán)重?fù)p壞。

圖2. 控制閥的多孔籠式閥芯

除了坍塌并消失外，空泡也可能會(huì)變大，其結(jié)果就是原本帶有空泡的液體，迅速轉(zhuǎn)變成含有細(xì)微液滴的蒸汽，這就是閃蒸現(xiàn)象。閃蒸造成的損壞與空泡造成的完全不同，它可能使零部件出現(xiàn)若隱若現(xiàn)的光滑溝槽。這種損壞的產(chǎn)生機(jī)制與噴砂處理比較類似。在縮脈的下游，流體含有大量蒸汽和大量細(xì)微液滴。液體蒸發(fā)時(shí)體積會(huì)大幅增加，因此下游流速可能達(dá)到每秒數(shù)百英尺，高速的液滴可能沖蝕閥門零部件。閃蒸造成的損壞通常不會(huì)像空泡那樣在瞬間發(fā)生。

圖3. 控制閥的多孔旋塞

如前文所述，各種有害現(xiàn)象都會(huì)影響控制閥的性能和壽命。因此我們的“smart valves”產(chǎn)品家族推出了若干有針對(duì)性的解決方案。比如有一種降低噪音的方法是采用籠式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)閥門工況設(shè)定配合間隙。如圖1所示。要想降低空氣動(dòng)力噪音，最重要也最高效的方法就是閥門采用帶孔的控制部件，比如帶孔旋塞（圖2）或帶孔籠式閥芯（套筒）（圖3）。還有一種方法是降低出口端的介質(zhì)流速。為達(dá)到此目的，最常用的措施是采用帶孔籠式閥芯、孔板或擴(kuò)散器，利用它們的扼流效應(yīng)提高出口端口壓力。如果噪音非常嚴(yán)重，那就有必要同時(shí)采用上述所有措施（圖4）。

圖4. 控制閥出口端的靜音板可以降低噪音

提高閥門部件的耐久性

此外還有一種在使用中得到了驗(yàn)證的方法：利用熱噴涂、擴(kuò)散或等離子滲氮等技術(shù)，給閥門旋塞和閥座的部分或全部表面涂覆司太立保護(hù)層，使零部件表層CA.0.1mm范圍內(nèi)的硬度達(dá)到950HV，或是用熱處理方法使硬度達(dá)到55HRC。防空泡閥門的核心設(shè)計(jì)是多階旋塞（圖5）。多階旋塞的防止空泡的原理是旋塞每一階段的壓力降都被控制在臨界值以下。但這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是在剛開(kāi)始打開(kāi)閥門時(shí)，很難有效確保各階旋塞的有效扼流。為此我們采用了表面成型帶孔多階旋塞。它的結(jié)構(gòu)既有主動(dòng)特性，能根據(jù)閥門開(kāi)度提供不同的阻力，也有被動(dòng)特性，也就是帶孔籠式閥芯和孔板的扼流效應(yīng)（圖6）。

圖5. 適用于小流量的防空泡閥

圖6. 具有不同扼流結(jié)構(gòu)的多階防空泡閥

閃蒸的發(fā)生是由流體各項(xiàng)參數(shù)決定的，而且無(wú)法利用設(shè)計(jì)完全杜絕其發(fā)生。但閃蒸的破壞效應(yīng)卻能夠——而且必須——徹底消除。除了以上各種方法可以提高閥門部件的耐久性外，“Smart Valves”也可以在閥體內(nèi)表面涂覆硬質(zhì)涂層，以及提供耐腐蝕襯墊（圖7）；角閥（圖8）；以及帶有保護(hù)性籠式閥芯的閥門（圖9）。

圖7. 針對(duì)閃蒸工況的旋塞閥

圖8. 針對(duì)閃蒸工況的角閥