[发明专利]调节阀阀芯曲面的获取方法及调节阀节流组件

说明书

本发明提供一种调节阀阀芯曲面的获取方法及调节阀节流组件，属于调节设备领域。方法包括如下步骤：根据调节阀几何结构，获取调节阀的阀芯曲面在预设开度下关于理论流量系数的模型；根据预设开度下阀芯与阀座之间的空间关系及所述模型，获得预设开度下阀芯曲面的设计坐标数据；调整预设开度，获取各个预设开度下阀芯曲面的设计坐标数据，并根据各个预设开度下阀芯曲面的设计坐标数据，获得调节阀阀芯曲面。调节阀节流组件，包括阀芯，该阀芯的节流曲面采用上述调节阀阀芯曲面的获取方法获取。本发明采用理论设计和仿真修正的手段获得阀芯曲面模型，相较于传统设计方法，可以提高其设计效率，减少其设计误差，使调节阀获得更高的调节精度。

技术领域

本发明涉及调节设备领域，特别是涉及一种调节阀阀芯曲面的获取方法及调节阀节流组件。

背景技术

单座调节阀为工业系统中控制流量的关键元件，其主流的调节特性有线性和等百分比两种类型。目前，阀芯曲面在设计时，一般通过面积比等于流量系数比的原则进行设计，但实际两者并非简单和单纯的线性关系，会产生较大误差。此外部分设计者也会在面积比等于流量系数比的设计基础上通过仿真试凑，依靠经验进行再分析设计提高设计精度，但是往往需要花费大量时间，而且设计精度也不尽如人意。因此目前调节阀阀芯设计主要问题是按比例法设计调节精度太差，按照试凑法设计花费时间太长。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种调节阀阀芯曲面的获取方法及调节阀节流组件，用于解决现有技术中阀芯曲面设计误差大和设计周期长的难点，以及调节阀调节精度差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种调节阀阀芯曲面的获取方法，包括如下步骤：

根据调节阀的几何结构，获取调节阀的阀芯曲面在预设开度下关于理论流量系数的模型；

根据预设开度下阀芯与阀座之间的空间关系及所述模型，获得预设开度下阀芯曲面的设计坐标数据；

调整预设开度，获取各个预设开度下阀芯曲面的设计坐标数据，并根据各个预设开度下阀芯的设计坐标数据，获得调节阀阀芯曲面。

可选地，根据所述预设开度，获得理论流量系数，

调节阀的阀芯曲面在预设开度下关于理论流量系数的模型包括修正系数，

预设所述修正系数，根据所述预设的修正系数及所述预设开度，获得预设开度下调节阀的流道模型并进行仿真分析，获得仿真流量系数；

比较仿真流量系数和理论流量系数，若仿真流量系数与理论流量系数之间误差小于预设误差，则预设修正系数为所述预设开度下的修正系数，反之，则修改预设修正系数，并重新比较仿真流量系数与理论流量系数，直至仿真流量系数与理论流量系数之间误差小于预设误差。

可选地，对各个预设开度下阀芯曲面的设计坐标数据进行拟合，获得阀芯曲面。

可选地，阀芯曲面在预设开度下关于理论流量系数的模型表达为：

其中，i为调节阀的开度，D_c为阀座直径，A₁为调节阀入口处的总流通面积，x_i为调节阀在i开度下阀芯曲面上最小节流处与阀芯轴线之间的最小距离，y_i为调节阀在i开度下阀芯曲面上最小节流处与阀座密封面的最小距离，C_vi为在调节阀在i开度下的理论流量系数。

可选地，所述调节阀的调节特性包括线性类型和等百分比类型。

可选地，所述线性类型的调节阀流量特性表达为：

等百分比类型的调节阀流量特性表达为：