一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法及环形滤网技术

本发明专利技术公开了一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网，以垂直来流方向将环形滤网的外表面分为迎风面和背风面，迎风面和背风面周向布置多列滤孔或滤缝；以正对来流位置的方位角θ＝0

【技术实现步骤摘要】
一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法及环形滤网


[0001]本专利技术涉及一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法及环形滤网，属于阀门


技术介绍

[0002]环形滤网是汽轮机主、调阀门内常见的部件之一，它具有对通过阀门的流体过滤和清洗的作用，但同时滤网的存在会极大地影响阀门内流场分布情况。理想的滤网设计应该能保证流体在经过滤网后沿周向均匀分布，从而使得阀门阀芯周向附近流动均衡，极大地减小流体在周向施加给阀芯的作用力，较好地抑制阀芯振动。
[0003]目前，常见的阀门滤网设计是沿滤网圆周方向均匀地打孔，而这种打孔方式并不能保证流体经过滤网后在圆周方向的均匀性，因而必然会在周向给阀门阀芯带来不平衡作用力，增加了阀芯振动的可能性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法及环形滤网，本专利技术极大增强了流体经过滤网孔后沿圆周方向的均匀性，改善了诱发阀芯振动的根源，抑制了阀芯振动。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，以垂直来流方向将环形滤网的外表面分为迎风面和背风面，迎风面和背风面周向布置多列滤孔或滤缝；
[0007]以正对来流位置的方位角θ＝0
°
，以垂直来流位置的方位角θ＝
±
90
°
，以垂直来流位置处该列滤孔或滤缝的总面积为S；则，
[0008]设计背风面上每列滤孔或滤缝的总面积都为S；
[0009]设计迎风面上方位角θ处该滤孔或滤缝的总面积达到或接近s＝S*sin2θ。
[0010]在本专利技术中借鉴的是圆柱绕流理论，因为流体从阀门进口管进入阀内，首先接触到环形滤网外侧，并通过环形滤网上的孔洞渗透进入滤网内侧，这个流动过程流体恰好是一种无环量的“圆柱绕流”形态。
[0011]专利技术人根据流体力学中对圆柱绕流的研究，在正对来流的位置，“圆柱”表面压力较高，在绕流过程中圆柱表面压力逐渐降低，在与来流相垂直的位置，圆柱表面压力达极小值，该压力变化过程遵从式(1)其中，为圆柱表面压力系数，θ为方位角。由于流体粘性作用，圆柱绕流在来流的背面经常会发生流动分离，这种情况下来流方向背面的圆柱表面压力分布不再遵从式(1)，而是稳定与θ＝
±
90
°
位置表面压力相当的水平。因此，设计背风面上每列滤孔或滤缝的总面积与θ＝
±
90
°
位置处相同。
[0012]对于环形滤网，尽管滤网表面有滤孔或滤缝，但可认为迎风面仍存在近似的压力分布，而对于迎风面的设计，通过对式(1)进行推到，得到s＝S*sin2θ，使滤孔或滤缝面积在周向随表面压力变化而做出相应程度地变化，从而通过滤网的流体在圆周方向较为均匀，
抑制了阀芯振动。
[0013]作为优选，迎风面上每列滤孔的数量相同，通过设计滤孔的孔径使每列滤孔的总面积s＝S*sin2θ。
[0014]作为优选，迎风面上每列滤孔的孔径相同，通过设计滤孔的数量使每列滤孔的总面积s＝S*sin2θ。
[0015]作为优选，迎风面上方位角θ处该列滤孔的数量n＝N*sin2θ，n为小数点进位取整数。
[0016]作为优选，相邻两列所述滤孔错位设置，从而能够布置足够多的滤孔。
[0017]作为优选，迎风面上方位角θ在
‑1°
～1
°
范围内不设置滤孔或滤缝。
[0018]作为优选，迎风面上每列滤缝的宽度相同，通过设计滤缝的长度使每列滤孔的总面积s＝S*sin2θ。
[0019]作为优选，相邻两列滤孔之间的间隙相同。
[0020]作为优选，每列所述滤孔中滤孔均匀排布。
[0021]一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网，包括环形的滤网本体，所述滤网本体包括面向来流的迎风面，以及背对来流的背风面；迎风面和背风面周向布置多列孔径相同的滤孔；
[0022]以正对来流位置的方位角θ＝0
°
，以垂直来流位置的方位角θ＝
±
90
°
，以垂直来流位置处该列滤孔的数量为N；
[0023]背风面上每列滤孔的数量都为N；
[0024]迎风面上方位角θ处该列滤孔的数量n＝N*sin2θ，n为小数点进位取整数。
[0025]一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网，包括环形的滤网本体，所述滤网本体包括面向来流的迎风面，以及背对来流的背风面；迎风面和背风面周向布置多列数量相同的滤孔；
[0026]以正对来流位置的方位角θ＝0
°
，以垂直来流位置的方位角θ＝
±
90
°
，以垂直来流位置处该列滤孔的半径为R；
[0027]背风面上每列滤孔的半径都为R；
[0028]迎风面上方位角θ处该列滤孔的半径r＝R*sinθ。
[0029]一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网，包括环形的滤网本体，所述滤网本体包括面向来流的迎风面，以及背对来流的背风面；迎风面和背风面周向布置多列宽度相同的滤缝；
[0030]以正对来流位置的方位角θ＝0
°
，以垂直来流位置的方位角θ＝
±
90
°
，以垂直来流位置处该列滤缝的长度为L；
[0031]背风面上每列滤缝的长度都为L；
[0032]迎风面上方位角θ处该列滤缝的长度l＝L*sin2θ。
[0033]作为优选，所述滤网本体上设置正对来流的安装标示。
[0034]作为优选，垂直来流位置处该列滤孔的数量N，为按照设定孔径和设定孔间距，沿滤网本体长度方向布满滤孔的数量。
[0035]作为优选，所述方位角是滤孔圆心处或滤缝中心的方位角。
[0036]本专利技术的一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法及环形滤网，采用圆柱绕流理论，对环形滤网的外表面上不同方位角的滤孔或滤缝进行设计，从而提高流体经过滤孔后沿圆周方向的均匀性，抑制阀芯振动。
[0037]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0038]1、极大增强了流体经过滤网孔后沿圆周方向的均匀性，改善了诱发阀芯振动的根源，抑制了阀芯振动；
[0039]2、环形滤网采用孔径相同的滤孔，便于实际工程制造。
附图说明
[0040]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0041]图1是环形滤网的俯视图；
[0042]图2是环形滤网的第一种设计图；
[0043]图3是环形滤网的第二种设计图；
[0044]图4是环形滤网的第三种设计图。
[0045]图中标记：1
‑
迎风面、2
‑
背风面、3
‑
安装标示、4
‑
滤孔、5
‑
滤缝。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：以垂直来流方向将环形滤网的外表面分为迎风面和背风面，迎风面和背风面周向布置多列滤孔或滤缝；以正对来流位置的方位角θ＝0
°
，以垂直来流位置的方位角θ＝
±
90
°
，以垂直来流位置处该列滤孔或滤缝的总面积为S；则，设计背风面上每列滤孔或滤缝的总面积都为S；设计迎风面上方位角θ处该滤孔或滤缝的总面积s＝S*sin2θ。2.如权利要求1所述的抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：迎风面上每列滤孔的数量相同，通过设计滤孔的孔径使每列滤孔的总面积s＝S*sin2θ。3.如权利要求1所述的抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：迎风面上每列滤孔的孔径相同，通过设计滤孔的数量使每列滤孔的总面积s＝S*sin2θ。4.如权利要求3所述的抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：迎风面上方位角θ处该列滤孔的数量n＝N*sin2θ，n为小数点进位取整数。5.如权利要求1所述的抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：相邻两列所述滤孔错位设置。6.如权利要求1所述的抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：迎风面上每列滤缝的宽度相同，通过设计滤缝的长度使每列滤孔的总面积s＝S*sin2θ。7.如权利要求1所述的抑制阀门滤芯振动的环形滤网设计方法，其特征在于：迎风面上方位角θ在
‑1°
～1
°
范围内不设置滤孔或滤缝。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，杨长柱，黄元东，白昆仑，田朝阳，钟主海，陶志坚，杜小琴，魏艳，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：