[发明专利]流量系数随开度线性变化的节流阀的设计方法

摘要

本发明公开了一种流量系数随开度线性变化的节流阀的设计方法，其包括以下步骤：通过节流阀的压降流量特性、控压节流特性和阀芯几何形状建立数学模型，推导出阀芯轮廓线应满足的轨迹方程，再利用轨迹方程得出阀芯的轮廓曲线，从而得到阀芯的结构。该设计方法能得到阀芯的轮廓曲线从而使得节流阀的控压调节的线性度和精度更好，而且该设计方法更高效和通用。

主权项

1.一种流量系数随开度线性变化的节流阀的设计方法，包括以下步骤：通过节流阀的压降流量特性、控压节流特性和阀芯几何形状建立数学模型，推导出阀芯轮廓线应满足的轨迹方程，再利用轨迹方程得出阀芯的轮廓曲线，从而得到阀芯的结构；节流阀的控压节流特性通过节流阀的流量系数Kv与节流阀的阀芯开度L之间的关系来体现，即：其中K、C为常数，Kv为节流阀流量系数，L_max表示节流阀的最大开度；通过阀芯的几何条件d＝D‑2x，以及得到N点的横坐标x与过流面积A_r之间的关系为：其中D、d分别为锥环体的上下圆直径，L_MN为母线长，θ为夹角，x为阀芯轮廓线上N点的横坐标；节流阀的压降流量特性包括经过该节流阀的流体应满足的伯努利方程和流体的连续性方程Q＝A₁v₁＝A₂v₂，令A＝A₁，其中A为节流阀通径，cm²；则A₁为节流阀最大过流面积，据此得到A₂为节流阀阀芯与阀座交界面处过流面积；通过压降流量特性方程代入得到再根据以及流量系数Kv与阀芯开度L之间的线性关系建立阀芯轮廓的数学模型，所述数学模型由得到的等值面积曲线方程来表示，ρ为流体密度，g/cm³；Q为流量，m³/h；P₁和v₁分别为A₁处的压力和流体速度，P₂和v₂分别为A₂处的压力和流体速度；ΔP为压差，100Kpa。