[发明专利]一种锥形节流阀可控压差特性阀芯型面设计方法

摘要

本发明涉及一种锥形节流阀可控压差特性阀芯型面设计方法，通过控制锥形节流阀喉口面积完成节流阀阀芯型面设计，旨在提升不可压流动中锥形节流阀阀芯型面设计对节流阀压差特性的控制能力。本发明的锥形节流阀阀芯型面设计方法通过建立不可压流动中锥形节流阀压差、节流阀喉口面积、节流阀阀芯与壳体相对位移量之间的数学关系式，依据节流阀压差特性的要求控制不同阀芯位置下的喉口面积，实现对节流阀阀芯型面的设计，避免了传统设计方法中反复循环迭代的过程，可大幅提升锥形节流阀阀芯型面设计的效率，适用于不可压流场的锥形节流阀阀芯型面设计。

主权项

一种锥形节流阀可控压差特性阀芯型面设计方法，所述锥形节流阀包括壳体和阀芯，所述阀芯的型面和壳体的内壁面均为回转面，其特征在于，所述的阀芯型面设计方法包括如下步骤：SS1.根据设计要求确定节流阀压差特性，所述节流阀压差特性为线性压差特性、等百分比压差特性、抛物线压差特性或快开压差特性；SS2.建立不可压流动中节流阀压差ΔP、节流阀喉口面积A_t、节流阀阀芯与壳体相对位移量L之间的数学关系式；SS3.依据所述节流阀压差特性和所述数学关系式确定不同阀芯位置下的节流阀喉口面积A_t；SS4.在不同阀芯位置下围绕节流阀阀芯的轴线构建等喉口面积回转面，在节流阀同一纵剖面内阀芯与壳体各相对位移下等喉口面积回转面的母线形成等喉口面积曲线簇，其中，所述等喉口面积回转面的任一纬圆与节流阀壳体内壁面喉口纬圆形成的流通面积等于该位置下的节流阀喉口面积A_t；SS5.以节流阀阀芯全行程范围内等喉口面积曲线簇的内切线构成节流阀阀芯的回转面母线，由此完成节流阀阀芯型面的设计。其中，所述不可压流动为工作流体马赫数Ma≤0.3的流动，所述节流阀压差为入口截面工作流体平均静压与出口截面工作流体平均静压之差，所述入口截面位于节流阀喉口纬圆上游3～5倍喉口纬圆半径处，所述出口截面位于节流阀喉口纬圆下游5～10倍喉口纬圆半径处，所述节流阀喉口截面为节流阀流体通道内流通面积最小的截面，所述节流阀喉口截面在阀芯全行程范围内均通过节流阀壳体内壁面的喉口纬圆，所述喉口纬圆为节流阀阀芯全行程范围内各喉口截面通过的节流阀壳体内壁面上的同一纬圆。