Фон проекта：
Редукционный клапан представляет собой ключевое оборудования установки отделения воздуха блока отделения жидкостного воздуха, от состояния работы которого зависит устойчивость работы установки. Среда работы составляет жидкостный воздух, направление течения поступает снизу вверх, входное давление клапана -7,1 MPaA, выходное давление клапана - 0,6, температура работы - минус 175 ℃. Соответствующее в данной температуре давление насыщенной пары составляет 0,5 MPaA, т.е. при давлении 0,5 MPaA возникает выпар среды, среда из жидкостного состояния превращается газожидкостный двухфазный поток. Конструкция исходного клапана Хэншэн Хуалу приведена в Рис.1. Конструкция редукции клапана представляет собой двухступенчатый, состоящий из золотника и втулки. При эксплуатации возникают следующие проблемы:
1) Повышенные вибрация и шума в процессе работы；
2) сбой фиксатора, внезапно закрытие клапана。
 

Рис.1 Конструкция исходного клапана

       С учетом возникавших вышеуказанных проблем при эксплуатации клапана и важности положения клапана Хэншэн Хуалу поручила наши компонии провести техническую реконструкцию клапана.

Анализ и решение：
Вибрация представляет собой обычные проблемы при эксплуатации регулирующего клапана. Причинами возникновения, как правило, являются: 1) колебание золотника из-за несбалансированной силы под воздействием удара золотника скоростной средой; 2 возникновение газожидкостного двухфазного потока вследствие выпара среды при снижении давления среды ниже давления насыщенного пара в температуре работы. Из-за не стабильности течения газожидкостного двухфазного потока легко может приводить к возникновению высокочастотной вибрации клапана. Кроме собственной проблемы конструкции, недостатка мощности выбранного исполнительного механизма (после расчета выходной момент исполнительного механизма данного клапана способствует преодолению несбалансированной силы из-за среды) причина сбоя фиксатора, как правило, вызывается из-за вибрации клапана. Предусмотрена максимальная частота выдержки вибрации фиксатора, в случае превышения данного значения вызывается временный сбой элементов управления фиксатора, таким образом, срабатывает клапан не по назначению. Учитывая вышеуказанные причины, осуществляется моделирование поля давления и скорости течения среды клапана при помощи ПО Ansys Workbench 14.0. В целях определить причины возникновения вибрации, и будет осуществлять реконструкцию клапана.
Реконструкция и результат：
Согласно результатам расчета на основе базовой конструкции клапана реализовано размещение еще втулки на существующей втулке, таким образом, общие ступени редукции выполнены из 2 на 3. Конструкция новых внутренних деталей приведена в Рис.2.

Рис. 2A Профиль основного вида трехступенчатой внутренней детали после реконструкции          Рис. 2B Профиль вида сверху трехступенчатой внутренней детали после реконструкции

После реконструкции клапана выпар среды исключен, скорость течения среды снижена, проблема на площадке работы повышенной вибрации и шума устранена, устойчивость работы клапана обеспечена. После реконструкции до сих пор время работы клапана на линии уже прошло 8 месяцев. По сообщению клиента работа клапана на линии устойчива, вибрация клапана устранена, уровень шума ниже 65dB, работа под управлением фиксатора надежна, явление сбой управления не выявлено.

        Первоначальная конструкция втулки               Конструкция втулки после реконструкции