各调节阀研究现状串级式调节阀就是通过多级降压结构解决实际生产中的高压差问题。它精于控制在高温、高压、高压差以及含有固体颗粒条件下流体的压力和流量。该阀集中了普通单座式和迷宫式的优点，有效防止气蚀、冲刷，降低噪音[5]。尽管如此,串级式调节阀一般降压级数有限，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]。76287

迷宫式调节阀作为降压能力最强的多级降压式调节阀，在高压差条件下表现出了良好的工作性能。但在这一领域国内研发大多以仿制为主，极不利于技术水平的提高与打破进口产品的垄断。国内研究也大都停留在原理分析或试验验证的初步阶段，尤其对高压差条件下调节阀内部的可压缩流动几乎没有深入的研究，无法为设计提供有效的参考。并且迷宫式盘片制造精度要求很高，此外迷宫式流道对流体介质的清洁度要求较高，否则迷宫流道容易发生堵塞[7]。

调节阀作为流体控制类阀门，常常应用于蒸汽、空气等气体的控制场合，就不可避免的要产生高噪声，并伴随强振动[8]。为改善这种状况，应用声源处理法的多级套筒式调节阀出现。多级套筒式调节阀是一种有套筒导向的低噪音、 防气蚀调节阀，因套筒采用多级式能有效控制流体速度，避免流体对阀体及阀芯的直接冲刷，分级减压不仅可以适应气体节流扩散与膨胀，对控制高压差可能出现的闪蒸和气蚀有独特的作用，可实现阀门在高温高压差工况下达到降噪降压的效果。由于具有使作用在阀芯上的流体压力平衡的结构，因此只须用较小的操作力便可达到稳定调节，能够承受较高的工作压差，使控制更加精准[9]。 

套筒式调节阀

从上述文献可以看出多级套筒式调节阀降压级数可以设计得较大，能够胜任高压差的场合。多层套筒式结构既能满足较高的压降要求，同时又能在工作时保证较大的流量。抗汽蚀性能良好。抗噪声、振动性能良好。套筒加工过程比较复杂，成本较高。但安装与维护简便，易于更换。结合本次毕业设计课题名称，最终选择套筒式进行设计并进行流量特性研究。

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（1） 套筒式调节阀存在的问题

当流体流过调节阀节流孔时，由于节流口面积急剧变化，流通面积缩小，流速升高，压力下降，易产生阻塞流，产生空化作用，这些情况都是诱发噪音的原因。当阀前后压差不大时，节流口的噪音是很小的，选用常规的调节阀可满足要求。而当阀节流口前后压差较高时，则会产生极大的噪音，易产生气蚀等破坏，严重时会造成设备事故。当流体流过调节阀时，由于节流的原因，速度较管道中的速度快，再加上节流时因摩擦引起的能量损失，因此压强会降低，出现真空度。当压强降低到一定程度，溶解在液体中的空气首先要分离，以气泡的形式逸出，当压强继续降低，液体本身也会汽化而形成大量气泡，此种现象称为节流气穴。而当产生的气泡流到高压区时，气泡会急剧破裂，在一瞬间产生强烈的冲击，引起振动和噪音，同时还会破坏管材，此现象称为汽蚀[10]。

（2） 开节流孔解决问题

正确合理的设计调节阀的内件机构可以避免上述现象的产生。设计多孔式高压差套筒调节阀来解决这一问题。多孔式高压差低噪音套筒调节阀的结构是利用介质的多孔节流原理。经过理论分析以及结合经验，以产生气穴现象的临界条件为基础，将高压差分解成由多级套筒，每级套筒开节流小孔的结构来逐级降低压力，以适应高压差的流动。调节内件是一个小孔形套筒，起节流作用。如图6所示，在调节阀的套筒四周开出许多小孔，流道分散，摩擦阻力增加，流场分布均匀，不会产生大的旋涡流。当介质从各对小孔喷射进去后，介质在套筒中相互碰撞，碰撞时由于消耗了能量，起缓冲作用。在高压差时，能降低介质流速，防止空化作用引起的气蚀破坏。利于降低介质所产生的噪声和振动。由于多孔式高压差低噪音套筒调节阀在降低噪音、气蚀的同时，还要起调节作用。所以在多孔式套筒内在设计一个起调节流体的套筒，如图7所示。图7中套筒壁上开出对称的窗口，窗口可以根据调节流量的特性，开出快开，线性和等百分比特性[11]。