Valvola a labirinto: tecnologia di riduzione della pressione multistadio

Valvola a labirinto: tecnologia di riduzione della pressione multistadio

Negli ultimi anni, con il continuo progresso della tecnologia industriale, condizioni operative speciali come l'alta temperatura e l'alta pressione nella produzione effettiva hanno imposto requisiti più elevati alle valvole di controllo. In particolare nelle applicazioni con differenziale ad alta pressione, a causa delle portate elevate, spesso si verificano erosione e corrosione sui componenti di strozzamento all'interno della valvola. Inoltre, pericoli come la cavitazione causata dalla vaporizzazione, dal rumore e dalle vibrazioni comportano ulteriori rischi significativi per la sicurezza della produzione. Pertanto, i produttori nazionali ed esteri hanno sviluppato valvole di controllo della riduzione della pressione multistadio progettate specificamente per condizioni di differenza di alta pressione.

valvola di controllo dell'alta pressione tappo

Per i mezzi liquidi, quando la pressione del mezzo scende al di sotto della pressione di vapore saturo, non solo si verifica un flusso soffocato, ma viene attivato anche il flashing. Secondo la teoria della meccanica dei fluidi, quando i mezzi ad alta pressione fluiscono attraverso un elemento di resistenza, la pressione statica e la pressione dinamica vengono scambiate e l'aumento della velocità del flusso porta ad una diminuzione della pressione. Pertanto, aumentando il coefficiente di resistenza del mezzo è possibile raggiungere l'obiettivo di un'elevata caduta di pressione. Tuttavia, non è possibile utilizzare una struttura di riduzione della pressione a stadio singolo per creare una resistenza al flusso sufficiente per il fluido all'interno dello spazio limitato del corpo della valvola. Di conseguenza, il differenziale di pressione totale della valvola viene gestito dividendola in più stadi, garantendo che la caduta di pressione su ciascuno stadio ΔPn sia inferiore alla caduta di pressione critica ΔPc per il flusso strozzato (ΔPn è la caduta di pressione attraverso lo stadio n e ΔPc essendo la caduta di pressione critica corrispondente al flusso strozzato). Questo metodo previene la cavitazione nel mezzo e costituisce la base teorica per le attuali valvole di controllo anticavitazione con riduzione della pressione multistadio utilizzate nelle applicazioni differenziali ad alta pressione.

La struttura di riduzione della pressione multistadio a disco a labirinto, come mostrato nel diagramma, è costituita da componenti di strozzamento del nucleo formati impilando più dischi metallici con scanalature a labirinto. Mentre il fluido scorre attraverso i canali labirintici, subisce molteplici collisioni e rotazioni, dissipando energia. Durante questo processo di riduzione della pressione in più fasi viene controllata anche la velocità del flusso. Il numero di giri nei canali a labirinto corrisponde al numero di stadi di riduzione della pressione nella valvola di controllo a labirinto, tipicamente compreso tra dieci e oltre venti stadi. Pertanto, la struttura di riduzione della pressione multistadio a labirinto è il meccanismo di riduzione della pressione più efficace tra le comuni valvole di controllo della riduzione della pressione multistadio, con prodotti estranei in grado di gestire fino a 40 MPa. Con un'eccellente resistenza alla cavitazione, all'erosione, alla riduzione del rumore e alla soppressione delle vibrazioni, i canali di flusso a labirinto multigiro controllano efficacemente la velocità del fluido, prevenendo fenomeni indesiderati come cavitazione, rumore e vibrazioni. Combinando diversi tipi di dischi a labirinto, la valvola di controllo a labirinto può ottenere varie curve di regolazione caratteristiche del flusso. I dischi a labirinto richiedono un'elevata precisione costruttiva e sono generalmente realizzati tramite saldatura di leghe di stellite, garantendo una lunga durata. L'installazione e la manutenzione sono relativamente facili, con i dischi semplici da sostituire. Tuttavia, i canali di flusso a labirinto richiedono un elevato livello di pulizia del mezzo fluido; in caso contrario possono verificarsi intasamenti nei canali.