專利名稱：低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥的零件。
調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于流體輸送過程中流量的調(diào)節(jié)，根據(jù)定義閥的壓降比△Pr＝ (閥全開滿流量時(shí)閥前后壓降)/(系統(tǒng)總壓降)現(xiàn)有的套筒式調(diào)節(jié)閥在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，其壓降比△Pr為0.5～0.6，最低不得＜0.3。如果工作于壓降比△Pr＜0.3，則閥的工作特性明顯地偏離其固有特性，使調(diào)節(jié)質(zhì)量變差;只有工作在壓降比△Pr＞0.5時(shí)，才有較好的工作特性，但處于高壓降比△Pr下運(yùn)行的調(diào)節(jié)閥能耗增大，其節(jié)流能耗達(dá)到總能耗的60～70%，由此導(dǎo)致與調(diào)節(jié)閥相匹配的電機(jī)和泵的容量相應(yīng)增大，使設(shè)備的使用壽命縮短。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種壓降比△Pr為0.1，工作特性為線性特性，可節(jié)約輸送系統(tǒng)總能耗15%以上的低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥。
本低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥嚴(yán)格按照其安裝流量特性為線性分布規(guī)律設(shè)計(jì)的。
圖面說明圖1為低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1-閥座，2-閥體，3-閥塞，4-套筒，5-閥桿。
圖2為低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥窗口面積f(l)值分布狀態(tài)圖，圖中l(wèi)-工作行程，L為額定行程，a為本調(diào)節(jié)閥的窗口面積分布，b為現(xiàn)有的套筒式調(diào)節(jié)閥的窗口面積分布。
圖3為低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥套筒〔4〕的展開圖，由套筒〔4〕上的各通孔面積構(gòu)成閥的窗口面積，Ⅰ～Ⅻ為套筒〔4〕周長的等分線。
圖4為本調(diào)節(jié)閥的特性圖，C-固有特性，d-安裝特性，座標(biāo)Q/Q10。為工作相對(duì)流量，CV/CV10。為固有相對(duì)流量系數(shù)值。
圖5為套筒式調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行特性圖，圖中e為低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行特性，f為現(xiàn)有的套筒式調(diào)節(jié)閥(ZMAM型)運(yùn)行特性。
以下結(jié)合


低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)的詳細(xì)內(nèi)容。
如圖1所示，套筒式調(diào)節(jié)閥由閥座〔1〕、閥體〔2〕、圓柱形的閥塞〔3〕、圓筒形的套筒〔4〕以及同閥塞〔3〕固定連接的閥桿〔5〕構(gòu)成，閥塞〔3〕的上下移動(dòng)改變了呈倒置杯形的套筒〔4〕開窗的流通面積，實(shí)現(xiàn)流體流量的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥與普通的套筒式調(diào)節(jié)閥的根本區(qū)別在于套筒〔4〕開窗面積設(shè)計(jì)的合理性。
本設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)閥在壓降比△Pr為0.1和安裝可調(diào)比R′＝10的條件下，根據(jù)流體力學(xué)原理，并考慮流體通過調(diào)節(jié)閥時(shí)存在的摩擦引起流速降低流量減少的實(shí)測數(shù)據(jù)，提出低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥的開窗面積f(l)按下式確定
f (l)=0.9L0.11-0.9(0.9lL+0.1)2〔1+0.9(0.9lL+0.1)21-0.9(0.9lL+0.1)2〕·FT]]>式中FT-套筒〔4〕開窗總面積(mm2)L-調(diào)節(jié)閥的額定行程(mm)l-調(diào)節(jié)閥的工作行程(mm)已知按一般方法獲得的開窗總面積FT、額定行程L，就不難獲得不同工作行程l或者l/L比值下一系列的開窗面積f(l)值。表1給出了多種規(guī)格的低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥在不同相對(duì)開度 (l)/(L) 下，其開窗面積f(l)的數(shù)據(jù)，DN為閥座孔徑。
根據(jù)閥的開窗面積公式得到的一組開窗面積f(l)值，在套筒〔4〕上加工出隨行程變化的流通面積，使該閥的流量特性與設(shè)計(jì)值相一致。為加工方便和開窗面積的高精度，建議采用鉆孔法加工，加工時(shí)預(yù)先將套筒〔4〕周長劃分為若干等分，如劃分為12、16、24等分等，沿縱向等分線布置不同孔徑的鉆孔，以此構(gòu)成所需的開窗面積f(l)。圖3示出一種低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥其套筒〔4〕展開面上鉆孔通孔布置狀況。也可采用銑加工。本調(diào)節(jié)閥除套筒〔4〕外，其他零件形狀與現(xiàn)有的同類閥相同。
本設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)閥，其固有特性C和安裝特性d示于圖4，其安裝特性d呈良好的線性關(guān)系。
本低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥的生產(chǎn)運(yùn)行特性e，及已有的套筒式調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)運(yùn)行特性f示于圖5，可見前者的運(yùn)行特性比后者優(yōu)越得多。
本發(fā)明的低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥，同已有的套筒式調(diào)節(jié)閥比較，具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)1、本設(shè)計(jì)方案上，本調(diào)節(jié)閥的開窗面積分布嚴(yán)格按照其安裝特性為直線性分布規(guī)律設(shè)計(jì)，且精度高;而已有的套筒式調(diào)節(jié)閥其開窗面積分布按固有特性為線性設(shè)計(jì)，開窗面積主要憑經(jīng)驗(yàn)加工，精度差。
2、本調(diào)節(jié)閥能在壓降比△Pr＝0.1條件下工作，且其安裝特性為直線性;而已有的套筒式調(diào)節(jié)閥若工作在壓降比△Pr＝0.1條件下，其安裝特性不呈現(xiàn)直線性，調(diào)節(jié)品質(zhì)差。
3、采用本調(diào)節(jié)閥的流體輸送系統(tǒng)，由于調(diào)節(jié)閥的壓降比△Pr值大幅度降低，可使系統(tǒng)所配置的電機(jī)和泵的容量顯著減小，能保證降低能耗15%左右。
4、開窗面積若采用鉆孔法加工，孔徑為φ2～φ16mm，這種閥運(yùn)行過程中能避免自激共振現(xiàn)象發(fā)生，有利于改善工作環(huán)境和延長設(shè)備使用壽命。
實(shí)施例1設(shè)計(jì)一種規(guī)格為ZMAMS DN40的低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥，套筒〔4〕開窗面積分布選用表1給出的數(shù)據(jù)，用鉆孔法加工制成，所用材料與原有的套筒式調(diào)節(jié)閥相同，其他零件形狀不變，裝配成低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥，其安裝特性呈直線性，嚴(yán)格的流量特性測試數(shù)據(jù)列于表2。
根據(jù)內(nèi)部協(xié)議，在某煉油廠工業(yè)鍋爐給水系統(tǒng)上，用這一調(diào)節(jié)閥替代原來的ZMAM DN40的調(diào)節(jié)閥，閥的工作開度由原來的30～40%增大為50～60%，將原為鍋爐供水的5級(jí)離心泵抽級(jí)成4級(jí)泵。結(jié)果在滿足生產(chǎn)工藝要求的條件下，年節(jié)電3.2萬度，同時(shí)提高控制品質(zhì)，節(jié)約燃料油60噸/年。
實(shí)施例2設(shè)計(jì)ZMAMS DN100低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥，套筒〔4〕的開窗面積分布采用表1給出的數(shù)據(jù)，用鉆孔法加工，裝配成本調(diào)節(jié)閥，工作特性如圖5中e所示，f為原用的同類閥的工作特性。
按有關(guān)協(xié)議，將本設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)閥應(yīng)用在某煉油廠催化裂分分餾塔頂部溫度控制上，該處最佳目標(biāo)溫度為200℃。用原ZMAM DN100閥控制，汽油干點(diǎn)溫度控制在197.7～199.5℃，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.108;采用本設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)閥控制，汽油干點(diǎn)溫度控制在199.2～200.3℃，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.968，頂部溫度波動(dòng)幅度比原來減少0.3～0.5℃，提高了油品質(zhì)量和得率。
權(quán)利要求
1.一種由閥座、閥體、閥塞、套筒以及閥桿組成的低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥，其特征在于套筒[4]的開窗面積f(l)按下式確定f (l)=0.9L0.11-0.9(0.9lL+0.1)2〔1+0.9(0.9lL+0.1)21-0.9(0.9lL+0.1)2〕·FT]]>式中FT為套筒[4]開窗總面積(mm2)L為調(diào)節(jié)閥的額定升程(mm)l為調(diào)節(jié)閥的工作升程(mm)所述的開窗面積由一系列不同孔徑的通孔構(gòu)成。
全文摘要
一種低壓降比套筒式調(diào)節(jié)閥，其特征是壓降比△P
文檔編號(hào)F16K3/24GK1031592SQ8810402
公開日1989年3月8日 申請(qǐng)日期1988年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月6日
發(fā)明者張玉潤, 左兵 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 四川儀表十一廠