1。3。1 多级降压原理

当采用一级降压时，在降压的过程中，介质饱和蒸汽压会大于压力，从而产生闪蒸，随着阀门的压力恢复到介质的饱和蒸汽压以上时，阀门出现气蚀，从而破坏阀件的内表面和密封面。而采用多级降压，介质压力并不是迅速下降，而是逐渐下降，使压力始终高于介质的饱和蒸汽压，避免产生一级降压时所产生的闪蒸和气蚀问题。降压原理如图1。1所示。

图 1。1 降压原理图

1。3。2 调节阀的主要形式

多级降压通常可采用多级套筒式、迷宫式、多级串式、叠板集成块式节流组件调节阀。本课题主要调查研究目前比较常用的了串级式、套筒式以及迷宫式的结构特点和研究现状。经过分析了解后，决定本次课题将采用哪种结构进行设计并做流量分析。

（1） 串级式调节阀

串级式多级降压结构如图1。2所示，这种结构将原本完整的节流区域分开，用分开的节流区域互相串联，从而使原本较大的压差转换为多个较小的压差，使每一次的降压范围都控制在饱和蒸汽压以上，从而使得空化现象不再出现。

图1。2 串级式调节阀

（2） 多层套筒式调节阀

多层套筒式多级降压结构如图1。3所示，多层套筒阀的典型结构特点是阀芯的阀芯部分在套筒加工过程中由几层小孔组成，套筒之间的每层间均有一定间隙，使流体流过时得到缓冲，使流体速度控制在一定范围内。

图1。3 多层套筒式调节阀

（3） 迷宫式调节阀

迷宫盘片式多级降压结构如图1。4所示，芯节流部分由具有迷宫槽的多个金属盘组成。 流体通过迷宫经过几轮碰撞，能量消耗，在逐步降压过程的同时，流量也得到了控制。[5]

图1。4 迷宫式调节阀

1。4 文献综述

1。4。1 各调节阀研究现状

串级式调节阀是通过多级降压结构来解决实际生产中的高压差问题。在高温、高压、高压差以及含有固体颗粒条件下流体的压力和流量，它都能起到很好的控制作用。该阀能有效的防止气蚀、冲刷，降低噪音，因此它集中了普通单座式和迷宫式调节阀的优点[5]。但是串级式调节阀一般降压级数十分有限，多为3～4级，不能应用于压差过高的场合，因此面对现今大多数的高压场合，串级式调节阀的应用就不那么广泛了[6]。

迷宫控制阀作为最强大的降压降压调节器，在高压条件下表现出良好的性能。 但在这方面，国内大部分研发主要是模仿，不利于技术水平的提高，打破了进口产品的垄断。国内大部分研究仍处于原理分析或实验验证的初始阶段。特别是控制阀内部的可压缩流量在高压差的条件下不能深入研究，不能为设计提供有效的依据。而迷宫圆盘制造精度要求高，除了迷宫式流道对流体介质的清洁度要求较高外，其他迷宫通道容易堵塞[7]。

调节阀作为流体控制类阀门，经常会应用于蒸汽、空气等气体的控制场合，就不可避免的会产生高噪声，并伴随强振动[8]。为了改善这种情况，出现了多级套管控制阀的声源处理方法。多级套筒调节阀是一种套筒式低噪声，抗气蚀控制阀，由于多级套筒可以有效控制流体速度，避免阀体和阀芯上的流体直接侵蚀， 减压不仅可以适应燃气节气门扩散和膨胀，控制高压差可能会发生闪蒸和气蚀在阀门中具有独特的作用，可以在高温高压条件下实现降噪和降压效果。由于作用在阀芯上的流体压力是平衡的，只需要以小的操作力实现稳定的调节，以承受更高的工作压力，以使控制更准确[9]。 

1。4。2 套筒式调节阀