專利名稱：節能型全功能調節閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于石油、化工、冶金、電站、輕工、軍工、供水系統等自動化控制領域的調節閥，具體涉及一種節能型全功能調節閥。
背景技術：
在圖1所示的調節系統中，調節閥的壓降與系統總壓降之比為S，從理論上講，系統壓降全部作用于調節閥即S=I時，系統的流量調節品質最好，故傳統調節閥為獲得較好的流量調節品質，S值向S=I靠攏。但調節閥執行器的功率很大，能耗高。為平衡調節品質與能耗兩者的關系，傳統調節閥通常將S設計為0.3 0.6之間，即調節閥全開時的壓降占整個系統壓降的30% 60%，盡管如此，能耗還是較高。
發明內容
本發明的目的是針對上述能源浪費的問題，設計一種新型的節能型全功能調節閥，使其能充分利用來自系統的壓力，降低調節閥產生壓降所占系統所有壓降的比例，即在保證調節閥調節品質的前提下降低S值，從而降低系統壓力的源頭揚程，起到系統節能效
: O本發明的技術解決方案是
一種節能型全功能調節閥，包括閥體、閥座和閥芯，所述閥芯、閥座之間有介質通道，該介質通道的截面積滿足如下關系式 當閥門的工作流量特性為線性時，
1 1 IO·
/W=[(1--)A+-]-if-
閥芯與閥座形成的有效流通截面積滿足下式要求
^cc/(A) = [(l-l)A + i] IS ^r-
式中
/W 調節閥固有流量特性；閥的安裝流量可調比，即閥在運行時的可調節的最大流量與最小流量之比； S:調節閥全開時的閥上壓降與系統全部壓降之比，其取值范圍為0. 05^0. 3 ； h:閥的相對行程，即閥桿轉動角度與閥的額定轉動角度之比或閥桿拉壓行程與閥桿額定行程之比，其取值范圍為(Tl. 0 ；
A:調節閥閥芯與閥座形成的有效流通截面積。當閥門的工作流量特性為對數時，
3閥芯與閥座形成的有效流通截面積滿足下式要求
Aaz/(M) = Rlh-1 --π
Ijl-(I-Sr)^'"
式中
/Φ)調節閥固有流量特性；
R'閥的安裝流量可調比，即閥在運行時的可調節的最大流量與最小流量之比； S:調節閥全開時的閥上壓降與系統全部壓降之比，其取值范圍為0. 05^0. 3 ； h:閥的相對行程，即閥桿轉動角度與閥的額定轉動角度之比或閥桿拉壓行程與閥桿額定行程之比，其取值范圍為(Tl. 0 ；
A:調節閥閥芯與閥座形成的有效流通截面積。所述調節閥是角行程閥，其閥芯是冠狀球芯，球芯球面上開有介質通道，該介質通道的輪廓型線是V形曲線，該V形曲線與閥座圍成的面積是通流截面。所述冠狀球芯是偏心球芯，冠狀球芯與閥體的中心軸偏移0 20mm。所述調節閥是直行程閥，其閥芯是錐柱形閥芯，該閥芯與閥座形成的環狀通道為通流截面。本發明的有益技術效果是
采用低S運行理論設計，以低S設計流量特性，使閥在低S運行下具有較好的調節品質。因本節能調節閥全開時的閥上壓降比傳統閥可減少40% 80%，從而可降低系統壓力源頭泵或風機等設備的揚程，達到系統節能的目的。
圖1是調節系統結構示意圖。圖2-1是角行程閥閥芯V型口結構示意圖； 圖2-2是圖2-1所示閥芯的B向結構示意圖。圖3是直行程閥閥芯與閥座結構示意圖。圖4-1是線性特性調節閥S=O. 15，R' =10時固有流量特性圖； 圖4-2是線性特性調節閥S=O. 15，R' =20時固有流量特性圖4-3是線性特性調節閥S=O. 10，R' =10時固有流量特性圖； 圖4-4是線性特性調節閥S=O. 10，R' =20時固有流量特性圖； 圖4-5是線性特性調節閥S=O. 05，R' =10時固有流量特性圖； 圖4-6是線性特性調節閥S=O. 05，R' =20時固有流量特性圖。圖5-1是對數特性調節閥S=O. 15，R' =10時固有流量特性圖； 圖5-2是對數特性調節閥S=O. 15，R' =20時固有流量特性圖5-3是對數特性調節閥S=O. 10，R=IO時固有流量特性圖； 圖5-4是對數特性調節閥S=O. 10，R' =20時固有流量特性圖； 圖5-5是對數特性調節閥S=O. 05，R' =10時固有流量特性圖；圖5-6是對數特性調節閥S=O. 05，R' =20時固有流量特性圖。
具體實施例方式下面以角行程閥為例，詳細說明本發明。本發明以實際工況，按低S=O. 05 0. 3設計、實驗和修正調節閥流量特性，使該閥可以工作在節能的低S狀態下；改變V型閥芯的V型口曲線尺寸，通過其形成的有效流通截面積來補償低S運行下的流量特性畸變；閥芯旋轉中心軸線與閥體中心軸線偏移0 20mm，降低S值。能耗與S值之間的關系如下所示
如圖1所示的系統，設調節閥全開時△pvmin=△∑max= 0.5MPa
(即
權利要求
1. 一種節能型全功能調節閥，包括閥體、閥座和閥芯，所述閥芯、閥座之間有介質通道，其特征在于，該介質通道的截面積滿足如下關系式 當閥門的工作流量特性為線性時，1 1 I/(A) = [(l-—] -1-ζ^·Ij ■ /L- i " M' 閥芯與閥座形成的有效流通截面積滿足下式要求血· = [(!_>+如 f ^i-T-式中/(A)調節閥固有流量特性；R 閥的安裝流量可調比，即閥在運行時的可調節的最大流量與最小流量之比； S:調節閥全開時的閥上壓降與系統全部壓降之比，其取值范圍為0. 05^0. 3 ； h:閥的相對行程，即閥桿轉動角度與閥的額定轉動角度之比或閥桿拉壓行程與閥桿額定行程之比，其取值范圍為(Tl. 0 ；A:調節閥閥芯與閥座形成的有效流通截面積； 當閥門的工作流量特性為對數時，閥芯與閥座形成的有效流通截面積滿足下式要求式中纖調節閥固有流量特性；R'閥的安裝流量可調比，即閥在運行時的可調節的最大流量與最小流量之比； S:調節閥全開時的閥上壓降與系統全部壓降之比，其取值范圍為0. 05^0. 3 ； h:閥的相對行程，即閥桿轉動角度與閥的額定轉動角度之比或閥桿拉壓行程與閥桿額定行程之比，其取值范圍為(Tl. 0 ；A:調節閥閥芯與閥座形成的有效流通截面積。
2.根據權利要求1所述的節能型全功能調節閥，其特征在于，所述調節閥是角行程閥， 其閥芯是冠狀球芯，球芯球面上開有介質通道，該介質通道的輪廓型線是V形曲線，該V形曲線與閥座圍成的面積是通流截面。
3.根據權利要求2所述的節能型全功能調節閥，其特征在于，所述冠狀球芯是偏心球芯，冠狀球芯與閥體的中心軸偏移0 20mm。
4.根據權利要求1所述的節能型全功能調節閥，其特征在于，所述調節閥是直行程閥， 其閥芯是錐柱形閥芯，該閥芯與閥座形成的環狀通道為通流截面。
全文摘要
本節能型全功能調節閥采用低S運行理論設計、試驗、修正調節閥實際工作流量特性。通過合理設計通流截面積和行程之間的關系，使其工作在低S(S=0.05~0.3)狀態下，可大幅度降低調節閥執行器的功率，節能效果顯著。因本節能調節閥全開時的閥上壓降比傳統閥可減少40%～80%，從而可降低系統壓力源頭泵或風機等設備的揚程，達到了系統節能。
文檔編號F16K17/20GK102364183SQ20111037671
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者明賜東 申請人:四川華林自控科技有限公司