分段流量特性調節閥閥門的制作方法
【專利摘要】一種分段流量特性調節閥閥門，其基本結構為單閥座型式，其流量特性由與閥座相配合的閥芯的幾何形線決定，其特征是：閥芯幾何形線由兩段曲線構成，第一段呈現等百分比流量特性；第二段呈現直線流量特性。本發明的有益效果是：這種閥門具有較實用的流量特性曲線，便于實現寬范圍的流量精確控制；在自動控制應用系統中作為流量控制元件，小流量和大流量控制輸出時均容易實現穩定控制，不易超調，例如應用在燃油鍋爐控制系統時，低負荷時不易發生熄火，高負荷時不易出現蒸汽壓力波動。
【專利說明】分段流量特性調節閥閥門
[0001]【技術領域】:
本發明涉及流體控制【技術領域】，尤其是指一種分段流量特性調節閥閥門。
[0002]【背景技術】:
調節閥又稱控制閥，它是過程控制系統中用力操作去改變流體流量的裝置，用于調節介質的流量、壓力和液位等過程參數。調節閥由執行器和閥門兩部分組成。執行器又稱執行機構，目前主要分為氣動、純電動、電液、電液一體化幾種驅動型式。閥門本身的主要參數之一是流量特性，流量特性是指在閥門兩端壓差保持恒定的條件下，介質流經調節閥的相對流量與它的開度之間關系。最常見調節閥的流量特性主要有直線、等百分比兩種，這些流量特性可被認為是標準流量特性，通常情況下標準調節閥只具有一種標準流量特性。在控制系統中，閥門流量特性選用的合理與否會對流量控制、間接地對壓力、液位等物理參數控制的穩定性有很大的影響。
[0003]由于標準或常規調節閥只具有一種標準流量特性，根據對閥門每種流量特性的分析可知，采用標準調節閥用于控制存在以下問題:
直線特性的閥門在小開度時不易控制，甚至發生振蕩；等百分比流量特性的閥門在大開度時，放大系數大，同樣不易控制，易發生振蕩。有些運行系統或設備的流量控制，如寬負荷運行的燃油鍋爐的燃油流量變化區間可達6%?100%，采用單一流量特性的調節閥無法實現全行程范圍內的平穩緩和控制，用直線特性調節閥低負荷運行時會發生爐膛熄火現象；而用等百分比特性閥門高負荷運行時，易出現蒸汽壓力控制不穩，靜態誤差偏大的現象。
[0004]
【發明內容】
:
本發明的目的是提供一種分段流量特性調節閥閥門，解決標準調節閥采用直線流量特性在小流量時分辨率低，靈敏度高，不易控制；采用等百分比流量特性在大流量時放大系數大，靈敏度高，不易控制這一問題。
[0005]本發明的目的是以如下方式實現的:一種分段流量特性調節閥閥門，其基本結構為單閥座型式，其流量特性由與閥座相配合的閥芯的幾何形線決定，其特征是:閥芯幾何形線由兩段曲線構成，第一段呈現等百分比流量特性；第二段呈現直線流量特性。
[0006]所述的兩段流量特性分界交匯處對應的閥芯幾何形線分界點處于閥門行程的7%?35%范圍內。
[0007]所述的閥門的行程比常規或標準閥門的行程高7%以上。
[0008]本發明的有益效果是:這種閥門具有較實用的流量特性曲線，便于實現寬范圍的流量精確控制；在自動控制應用系統中作為流量控制元件，小流量和大流量控制輸出時均容易實現穩定控制，不易超調，例如應用在燃油鍋爐控制系統時，低負荷時不易發生熄火，高負荷時不易出現蒸汽壓力波動。
[0009]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是常規標準調節閥的流量特性圖。
[0010]圖2是本發明的流量特性圖。[0011]圖3是本發明采用的單閥座柱塞式的閥芯與閥座的配合關系圖。
[0012]圖4是常規標準調節閥的閥芯與流量特性對應的幾何形線圖。
[0013]圖5是本發明的閥芯與流量特性對應的幾何形線圖。
[0014]圖1中，1.直線流量特性，2.等百比流量特性；
圖2中，1.直線流量特性，3.本發明采用的分段流量特性。
[0015]【具體實施方式】:
參照附圖1、2、3，一種分段流量特性調節閥閥門，其基本結構為單閥座型式，其流量特性由與閥座相配合的閥芯的幾何形線決定，其特征是:閥芯幾何形線由兩段曲線構成，第一段呈現等百分比流量特性；第二段呈現直線流量特性。
[0016]所述的兩段流量特性分界交匯處對應的閥芯幾何形線分界點處于閥門行程的7%?35%范圍內。
[0017]所述的閥門的行程比常規或標準閥門的行程高7%以上。
[0018]通過對常規單閥座調節閥閥門閥芯形線的非標設計，并且加大閥芯的行程，使其在最大流通能力不變的情況下，其流量特性曲線在小流量時和大流量時呈現不同的流量特性，在全行程范圍內均實現相對較高的流量控制分辨率、降低靈敏度，提高控制穩定性。
[0019]本分段流量特性調節閥實現實用流量特性的相關技術特征:
將調節閥閥門的行程加大7%以上；
在行程的7%?35%范圍內取一點作為分界點，分界點往下采用等百分比流量特性，分界點往上采用直線流量特性
在圖4中，標準調節閥與直線特性對應的閥芯幾何形線I和與等百分比特性對應的閥芯幾何形線2。
[0020]在圖5中，標準調節閥與直線特性對應的閥芯幾何形線I和與本發明流量特性對應的閥芯幾何形線3。
[0021]該調節閥的閥芯的有效長度較標準調節閥的要加長，其加長長度要在7%以上；圖中的B點為兩段流量特性的分界點，應位于閥芯行程7%?35%的區間內；AB段按等百分比特性加工，BC段按直線特性加工。
【權利要求】
1.一種分段流量特性調節閥閥門，其基本結構為單閥座型式，其流量特性由與閥座相配合的閥芯的幾何形線決定，其特征是:閥芯幾何形線由兩段曲線構成，第一段呈現等百分比流量特性；第二段呈現直線流量特性。
2.根據權利要求1所述的一種分段流量特性調節閥閥門，其特征是:兩段流量特性分界交匯處對應的閥芯幾何形線分界點處于閥門行程的7%?35%范圍內。
3.根據權利要求1所述的一種分段流量特性調節閥閥門，其特征是:閥門的行程比常規或標準閥門的行程高7%以上。
【文檔編號】F16K51/00GK103672164SQ201310722678
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】李來春, 趙文斌, 魏少杰, 況挺, 崔榮 申請人:中國船舶重工集團公司第七 三研究所