[發(fā)明專利]一種錐形節(jié)流閥可控壓差特性閥芯型面設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410641760.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104482233A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)效镕;趙慶軍;趙巍;雒偉偉;徐建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F16K1/38
• 分類(lèi)號(hào): F16K1/38;F16K47/00
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1.一種錐形節(jié)流閥可控壓差特性閥芯型面設(shè)計(jì)方法，所述錐形節(jié)流閥包括殼體和閥芯，所述閥芯的型面和殼體的內(nèi)壁面均為回轉(zhuǎn)面，其特征在于，所述的閥芯型面設(shè)計(jì)方法包括如下步驟：

SS1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定節(jié)流閥壓差特性，所述節(jié)流閥壓差特性為線性壓差特性、等百分比壓差特性、拋物線壓差特性或快開(kāi)壓差特性；

SS2.建立不可壓流動(dòng)中節(jié)流閥壓差ΔP、節(jié)流閥喉口面積A_t、節(jié)流閥閥芯與殼體相對(duì)位移量L之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式；

SS3.依據(jù)所述節(jié)流閥壓差特性和所述數(shù)學(xué)關(guān)系式確定不同閥芯位置下的節(jié)流閥喉口面積A_t；

SS4.在不同閥芯位置下圍繞節(jié)流閥閥芯的軸線構(gòu)建等喉口面積回轉(zhuǎn)面，在節(jié)流閥同一縱剖面內(nèi)閥芯與殼體各相對(duì)位移下等喉口面積回轉(zhuǎn)面的母線形成等喉口面積曲線簇，其中，所述等喉口面積回轉(zhuǎn)面的任一緯圓與節(jié)流閥殼體內(nèi)壁面喉口緯圓形成的流通面積等于該位置下的節(jié)流閥喉口面積A_t；

SS5.以節(jié)流閥閥芯全行程范圍內(nèi)等喉口面積曲線簇的內(nèi)切線構(gòu)成節(jié)流閥閥芯的回轉(zhuǎn)面母線，由此完成節(jié)流閥閥芯型面的設(shè)計(jì)。

其中，所述不可壓流動(dòng)為工作流體馬赫數(shù)Ma≤0.3的流動(dòng)，所述節(jié)流閥壓差為入口截面工作流體平均靜壓與出口截面工作流體平均靜壓之差，所述入口截面位于節(jié)流閥喉口緯圓上游3～5倍喉口緯圓半徑處，所述出口截面位于節(jié)流閥喉口緯圓下游5～10倍喉口緯圓半徑處，所述節(jié)流閥喉口截面為節(jié)流閥流體通道內(nèi)流通面積最小的截面，所述節(jié)流閥喉口截面在閥芯全行程范圍內(nèi)均通過(guò)節(jié)流閥殼體內(nèi)壁面的喉口緯圓，所述喉口緯圓為節(jié)流閥閥芯全行程范圍內(nèi)各喉口截面通過(guò)的節(jié)流閥殼體內(nèi)壁面上的同一緯圓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥芯型面設(shè)計(jì)方法，其特征是：所述閥芯型面設(shè)計(jì)中，節(jié)流閥壓差ΔP與喉口面積A_t滿足ΔP＝ρv_out²·(A_out/A_t-1)的數(shù)學(xué)關(guān)系式，其中ρ為節(jié)流閥內(nèi)工作流體密度、v_out為節(jié)流閥出口截面工作流體平均速度、A_out為節(jié)流閥出口截面面積。

3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的閥芯型面設(shè)計(jì)方法，其特征是：所述閥芯型面設(shè)計(jì)中，等百分比壓差特性節(jié)流閥喉口面積A_t、閥芯與殼體相對(duì)位移量L滿足A_t＝A_out/(e^aL+b+1)的數(shù)學(xué)關(guān)系式，其中e為自然底數(shù)；a、b為常量，由節(jié)流閥閥芯與殼體最大、最小相對(duì)位移下的壓差大小確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的閥芯型面設(shè)計(jì)方法，其特征是：所述閥芯型面設(shè)計(jì)中，線性壓差特性/拋物線壓差特性/快開(kāi)壓差特性節(jié)流閥喉口面積A_t、閥芯與殼體相對(duì)位移量L滿足其中n為特性系數(shù)，n＝0為線性壓差特性，n＝1/2為拋物線壓差特性，n＝-1為快開(kāi)壓差特性；a、b為常量，由節(jié)流閥閥芯與殼體最大、最小相對(duì)位移下的壓差大小確定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的閥芯型面設(shè)計(jì)方法，其特征是：所述閥芯型面設(shè)計(jì)中，在節(jié)流閥閥芯與殼體相對(duì)位移L下，圍繞節(jié)流閥閥芯的軸線構(gòu)建等喉口面積回轉(zhuǎn)面，所述等喉口面積回轉(zhuǎn)面的任一緯圓與節(jié)流閥殼體內(nèi)壁面喉口緯圓形成的流通面積等于喉口面積A_t，在節(jié)流閥同一縱剖面內(nèi)閥芯與殼體各相對(duì)位移下等喉口面積回轉(zhuǎn)面的母線形成等喉口面積曲線簇。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的閥芯型面設(shè)計(jì)方法，其特征是：所述閥芯型面設(shè)計(jì)中，節(jié)流閥閥芯型面為回轉(zhuǎn)面，回轉(zhuǎn)面的母線為節(jié)流閥閥芯全行程范圍內(nèi)等喉口面積曲線簇的內(nèi)切線。