[发明专利]一种高速开关阀的参数调节方法

权利要求书

1.一种高速开关阀的参数调节方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步，电磁力与阀芯位移关系曲线的确立

首先确定阀芯悬停位置的规律为：液动力与电磁力是决定阀芯悬停位置的主要因素，二者数值大小都受到阀芯位移的影响，当阀芯所受液动力及电磁力相平衡时，阀芯悬停；然后基于工程经验及试验数据的曲线拟合法，确立电磁力与阀芯位移关系曲线，进而确定电磁力在阀芯抵达止点处的大小；

第二步，确定液动力的最大值

为了减少阀芯常闭或常开的问题出现，需要保证最大电磁力情况，即占空比为1时，电磁力曲线与液动力曲线相交于液动力曲线的最大值点，此时高速开关阀处于全关状态；如果交点在该点之下，适用占空比范围会变小，即出现大范围占空比阀芯全开；反之，将会出现大范围占空比阀芯全关，需要保证该交点位置；

根据实际工程需求，确定阀芯止点位置，即阀芯最大位移；利用上一步所求的曲线，确定阀芯抵达止点位置时电磁力的数值大小，即阀芯最大位移所对应的电磁力数值大小；

为了保证交点位置，需要保证液动力最大值与电磁力占空比为1时曲线对应的最大电磁力数值等于液动力，根据电磁力大小确定高速开关阀所需的最大液动力数值；

第三步，确定球型阀芯部分参数

球型阀芯参数对高速开关阀影响程度较高，忽略弹簧力输入、阀芯两边杆径等影响较小的因素，高速开关阀符合数学公式如下：

f_jet＝2·C_q·A·dp·cosθ·K_jet (2)

式中，f₄——液动力

f_jet——喷射力

dp——高速开关阀两端压差

d_a——球阀有效直径，其数值等于球径与阀座半锥角余弦的乘积

C_q——流量系数

A——入口面积

θ——阀座半锥角

K_jet——喷射力系数，一般取1

根据公式(1)以及公式(2)得到结论，液动力最大值等于且液动力最小值与最大值之间的差值等于f_jet；在第二步中已经通过电磁力的大小确定了液动力的最大值，即确定了的数值大小；式中，dp为高速开关阀两端压差，根据实际工况与工程需求可以确定其数值，d_a为球阀有效直径，其数值等于球径与阀座半锥角余弦的乘积；根据第二步所求的液动力最大值可以确定部分高速开关阀参数，即球径和阀座半锥角的参数；

第四步，扩大液动力取值范围

在前三步的过程中已经确定了液动力最大值的大小，为了能够让有效占空比范围大，即保证液动力曲线与不同条件占空比下电磁力曲线有更多交点，应该让液动力最大值与最小值之间的差值，即f_jet数值较大；根据公式(2)，尚未确定的流量系数以及入口孔径直接影响f_jet大小，故在合理取值范围内增大这两个参数能够拓宽占空比有效范围。

2.按照权利要求1所述的一种高速开关阀的参数调节方法，其特征在于：第二步，确定液动力的最大值是指：

阀芯平衡时的受力状态，是指电磁力与液动力大小相等方向相反；由于电磁力及液动力与阀芯位移之间基本呈正相关，如果阀芯能够在止点平衡，则此时相互平衡的液动力与电磁力都属于对应最大值；根据第一步确定的最大电磁力大小，可以确定其对应最大液动力大小，根据该数值确定高速开关阀部分参数，保证参数合理。