基于异形窗口曲线的阀门流通能力分析

基于异形窗口曲线的阀门流通能力分析

1工艺环路的控制精度erbol，又称erbol，用于在过程控制系统中调整介质的压力、流量、温度等参数。它是工艺路径的控制元件，其控制精度对整个控制系统非常重要。调节阀精度主要分为控制部分精度和阀门制造精度，本文主要针对阀门制造精度，分析采用不同工艺方法加工阀笼的异形窗口曲线对调节阀流通能力的影响，为提高阀门流通能力提出分析依据。2参数调节控制调节阀是通过改变阀瓣与阀笼之间的流通面积来实现对介质压力、流量、温度等参数的调节控制，其产品的性能主要体现在同种条件下阀门的流通能力与流量特性精度。阀门的流通能力通过流量系数K式中Kρ———相对密度（规定范围内水的相对密度为1）式中AK———可调比修正系数A———最大通径面积，mm3直线流量特性调节阀流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对位移（阀门的相对开度）之间的关系。流量特性包括等百分比、直线、抛物线、快开等多种形式，在实际生产应用中最常用的为等百分比特性和直线特性。各流量特性在不同开度下相对额定流量的对应关系如表1所示。由表1数据可知，等百分比特性与直线特性的调节阀，相对位移的等值增量产生流量系数分别按等百分比增量和等值增量趋势变化。抛物线特性相—192—阀门对流量变化呈平方正比增量，其变化趋势介于等百分比与直线之间。快开特性的阀门较小开度就会产生较大的流量，随开度的增大很快达到最大流量，随着开度继续增大，流量变化趋于稳定，因此多用于二位调节或程序控制中。各流量特性趋势如图1所示。直线流量特性调节阀流量变化随着开度增大而递减，在相同行程变化情况下，直线流量特性阀门在流量小时，流量相对值变化大；流量大时，流量相对值变化小。直线流量特性调节阀处于小开度时调节作用太强，易产生振荡，阀门处于大开度时，调节作用减弱，调节缓慢，不够灵敏，因此在选择直线流量特性调节阀时应特别注意避免小开度调节。等百分比流量特性调节阀在可调比R=50时，每10%的行程变化所引起的流量变化百分比为47.88%，流量变化值恒定，在流量小时，流量变化小，调节平稳；流量大时，流量变化大，调节灵敏有效。等百分比流量特性调节阀全行程调节精度不会产生明显变化，有利于系统平稳运行，因此调节阀流量特性普遍采用等百分比特性。4线切割加工、铸造窗口加工调节阀流量特性通常是通过改变阀笼上异形窗口的流通面积，产生符合流量特性曲线趋势的变化流量来实现特性调节的。异形窗口的形状、分布以及加工方式对流量特性都有很大影响，目前调节阀阀笼异形窗口曲线加工方式通常有线切割加工、等离子切割加工以及铸造窗口。(1）线切割加工线切割加工精度高，但与其他加工方式相比效率较低，是目前最常用的阀笼窗口曲线加工方式。线切割加工方式要求其对应切口相互平行，阀笼内外径弦长相等且必须对称分布，阀笼窗口断面如图2所示。(2）等离子切割加工等离子切割加工将阀笼装夹在卡盘上，可做圆周旋转，所有阀笼窗口为圆周向心分布，即阀笼内外径弦长不等。阀笼窗口形状、位置可任意分布，窗口断面如图3所示。等离子切割加工因其加工效率高，应用比较广泛。(3）铸造窗口铸造形式的调节阀阀笼窗口在国外被广泛应用，虽然国内也有厂家尝试，但鉴于国内铸造工艺等原因目前没有被大范围推广。铸造窗口通常为向心分布，窗口断面如图4所示。5铸造形式阀笼窗口流通能力以DN500等百分比流量特性为例，利用SoildWorks模拟分析在同一工况下阀笼异形窗口采用不同加工方式对流通能力的影响。根据表2和图5数据显示，在同等流通截面积工况下，铸造形式阀笼窗口流通能力具有明显优势，其次为向心切割型结构，线切割加工形式流通能力相对较小。通过对不同开度下流量变化曲线的对比分析，流量变化受阀笼外圆曲率、壁厚以及异形窗口曲线形状的影响，各开度流量系数与流通面积不完全按照线性比例变化，向心分布异形窗口曲线曲率变化越大对流通能力影响越大。6阀笼安装的调节调节阀流量特性包括等百分比、直线、抛物线、快开等多种形式，常用的为等百分比特性和直线特性。直线流量特性调节阀处于小开度时调节作用强，易产生振荡，阀门处于大开度时，调节作用减弱，不够灵敏。等百分比流量特性调节阀在小流量时，调节平稳，流量大时，调节灵敏