Valve labyrinthe - Technologie de réduction de pression à plusieurs étages

Valve labyrinthe - Technologie de réduction de pression à plusieurs étages

Ces dernières années, avec les progrès continus de la technologie industrielle, des conditions de fonctionnement spéciales telles qu'une température et une pression élevées dans la production réelle ont imposé des exigences plus élevées aux vannes de régulation. En particulier dans les applications à haute pression différentielle, en raison des débits élevés, l'érosion et la corrosion se produisent souvent au niveau des composants d'étranglement à l'intérieur de la vanne. De plus, les dangers tels que la cavitation provoquée par la vaporisation, le bruit et les vibrations posent en outre des risques importants pour la sécurité de la production. Par conséquent, les fabricants nationaux et étrangers ont développé des vannes de régulation de réduction de pression à plusieurs étages spécialement conçues pour les conditions différentielles à haute pression.

vanne de régulation haute pression prise

Pour les fluides liquides, lorsque la pression du fluide tombe en dessous de sa pression de vapeur saturée, non seulement un écoulement étouffé se produit, mais un flashing est également déclenché. Selon la théorie de la mécanique des fluides, lorsque des fluides à haute pression traversent un élément de résistance, la pression statique et la pression dynamique sont interverties et l'augmentation de la vitesse d'écoulement entraîne une diminution de la pression. Par conséquent, l’augmentation du coefficient de résistance du milieu peut atteindre l’objectif d’une chute de pression élevée. Cependant, il n'est pas possible d'utiliser une structure de réduction de pression à un seul étage pour créer une résistance à l'écoulement suffisante pour le fluide dans l'espace limité du corps de vanne. Par conséquent, la différence de pression totale de la vanne est gérée en la divisant en plusieurs étages, garantissant que la chute de pression à travers chaque étage ΔPn est inférieure à la chute de pression critique ΔPc pour un écoulement étranglé (ΔPn étant la chute de pression à travers l'étage n, et ΔPc étant la chute de pression critique correspondant à un écoulement étranglé). Cette méthode empêche la cavitation de se produire dans le milieu et constitue la base théorique des vannes de régulation anti-cavitation à réduction de pression à plusieurs étages actuelles utilisées dans les applications différentielles à haute pression.

La structure de réduction de pression à plusieurs étages de type disque labyrinthe, comme illustré dans le schéma, se compose de composants d'étranglement de base formés par l'empilement de plusieurs disques métalliques avec des rainures en forme de labyrinthe. Lorsque le fluide circule dans les canaux du labyrinthe, il subit de multiples collisions et virages, dissipant ainsi l'énergie. Au cours de ce processus de réduction de pression en plusieurs étapes, la vitesse d'écoulement est également contrôlée. Le nombre de tours dans les canaux labyrinthes correspond au nombre d'étages de réduction de pression dans la vanne de régulation à labyrinthe, allant généralement de dix à plus de vingt étages. Par conséquent, la structure de réduction de pression à plusieurs étages en labyrinthe est le mécanisme de réduction de pression le plus efficace parmi les vannes de régulation de réduction de pression à plusieurs étages courantes, avec des produits étrangers capables de gérer jusqu'à 40 MPa. Avec une excellente résistance à la cavitation, à l'érosion, à la réduction du bruit et à la suppression des vibrations, les canaux d'écoulement en labyrinthe multitours contrôlent efficacement la vitesse du fluide, empêchant ainsi les phénomènes indésirables tels que la cavitation, le bruit et les vibrations. En combinant différents types de disques labyrinthes, la vanne de régulation à labyrinthe peut atteindre diverses courbes de régulation caractéristiques de débit. Les disques labyrinthes nécessitent une haute précision de fabrication et sont généralement fabriqués par soudage en alliage Stellite, offrant une longue durée de vie. L'installation et la maintenance sont relativement simples, avec des disques simples à remplacer. Cependant, les canaux d'écoulement en labyrinthe nécessitent un haut niveau de propreté du milieu fluide ; sinon, des blocages dans les canaux peuvent survenir.