一种套筒阀开孔设计方法以及套筒阀技术

本申请涉及套筒阀技术领域，公开了一种套筒阀开孔设计方法以及套筒阀，相对于当前技术中，需要多次实验才能实现针对不同流量特性的节流孔的布局设计，采用本技术方案，为了满足不同流量特性的套筒阀节流孔的设计，根据需要的流量方程和流量特性选用对应的数学模型，通过数学模型确认每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距，由此实现节流孔的布局设计。由于数学模型是根据套筒阀流量、过流面积和行程的对应关系建立的模型，所以针对不同流量特性会产生不同的布局设计，满足套筒阀的不同流量需求。本技术方案在实现针对你套筒阀不同流量特性时的节流孔设计时，能够避免多次实验造成的人力物力资源浪费。次实验造成的人力物力资源浪费。次实验造成的人力物力资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种套筒阀开孔设计方法以及套筒阀


[0001]本申请涉及套筒阀
，特别是涉及一种套筒阀开孔设计方法以及套筒阀。

技术介绍

[0002]套筒阀是一种特殊的调节阀，主要由阀座、套筒、阀芯、阀杆和阀盖等组成，节流套筒作为调节导向元件，当阀杆带动阀芯沿着节流套筒上下移动时，套筒的过流面积随之改变，形成特定的流量特性，从而实现流量的控制调节。套筒阀是调节阀中的一种，针对套筒阀的节流孔进行合理结构设计是获得特定流量特性的关键。
[0003]当前技术中在设计套筒阀的节流孔时，往往是通过多次实验找出符合流量特性的节流孔分布，但是由于节流孔的离散分布，该方法比较费时费力，且设计结果精度难以保证。
[0004]由此可见，如何更快捷的实现套筒阀节流孔的设计是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种套筒阀开孔设计方法以及套筒阀，用于在对套筒阀进行开孔设计时，避免需要多次实验才能获取满足对应的流量特性的节流孔布局，造成了人力物力资源浪费。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种套筒阀开孔设计方法，包括：
[0007]确认套筒阀的流量方程和流量特性；
[0008]根据所述流量方程和所述流量特性，调用对应的数学模型；所述数学模型为根据套筒阀流量、过流面积和行程的对应关系建立的模型；
[0009]确认套筒阀的开孔层数以及各节流孔的面积；
[0010]根据所述数学模型确认每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距。/>[0011]优选的，在所述根据所述数学模型确认的每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距的步骤之后，还包括：
[0012]根据所述数学模型确认出的套筒阀的各参数信息建立流体域模型以对所述套筒阀进行仿真；
[0013]根据仿真得到的套筒阀的流量计算相对出口流量；
[0014]根据所述数学模型计算得出的套筒阀的理想过流面积计算相对过流面积；
[0015]判断所述相对出口流量和所述相对过流面积之间的误差是否超出阈值；
[0016]若不超出，则确认通过所述数学模型得出的节流孔的布局符合需求；
[0017]若超出，则根据所述误差调整所述节流孔的布局。
[0018]优选的，所述根据所述误差调整所述节流孔的布局包括：
[0019]根据所述误差增大或减小节流孔的面积；
[0020]或，根据所述误差增加或减少节流孔数量；
[0021]或，根据所述误差上移或下移节流孔。
[0022]优选的，在建立所述流体域模型之后，还包括：
[0023]对所述流体域模型进行拉伸切除处理，以得到不同开度下的流体域模型；
[0024]对应的，判断所述相对出口流量和所述相对过流面积之间的误差是否超出阈值包括：判断所述套筒阀在不同开度下，所述相对出口流量和所述相对过流面积之间的误差是否超出对应的阈值。
[0025]优选的，所述根据所述数学模型确认每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距包括：
[0026]根据所述数学模型，使用遗传算法求解每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距，以使套筒阀的实际过流面积符合理想过流面积。
[0027]优选的，所述节流孔的形状为圆形。
[0028]优选的，所述流量特性为等百分比流量特性；
[0029]对应的，所述数学模型为：
[0030][0031]其中，ΔS为实际过流面积与理想过流面积的误差，S1为实际过流面积，R为可调比，L为行程；S
max
为理想过流面积，n为节流孔层数。
[0032]优选的，相邻两层之间的节流孔的圆心距离满足：0≤Δh＜2r；
[0033]r为节流孔的半径，Δh为相邻两层之间的节流孔的圆心距离。
[0034]优选的，对所述套筒阀进行仿真包括：
[0035]建立流体域模型；
[0036]对所述流体域模型进行网格划分；
[0037]设置边界条件以使仿真准确地描述流体的实际流动过程。
[0038]为解决上述技术问题，本申请还提供一种套筒阀，所述套筒阀的开孔为由上述的套筒阀开孔设计方法所产生的孔。
[0039]本申请所提供的套筒阀开孔设计方法，确认套筒阀的流量方程和流量特性；根据流量方程和流量特性，调用对应的数学模型；数学模型为根据套筒阀流量、过流面积和行程的对应关系建立的模型；确认套筒阀的开孔层数以及各节流孔的面积；根据数学模型确认每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距。相对于当前技术中，需要多次实验才能实现针对不同流量特性的节流孔的布局设计，采用本技术方案，为了满足不同流量特性的套筒阀节流孔的设计，根据需要的流量方程和流量特性选用对应的数学模型，根据需求的节流孔的开孔层数以及各节流孔的面积，通过数学模型确认每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距，由此实现节流孔的布局设计，相对于当前技术，本技术方案无需多次反复实验即可实现套筒阀的开孔设计。由于数学模型是根据套筒阀流量、过流面积和行程的对应关系建立的模型，所以针对不同流量特性会产生不同的布局设计，满足套筒阀的不同流量需求。本技术方案在实现针对套筒阀不同流量特性时的节流孔设计时，能够避免多次实验造成的人力物力资源浪费。
[0040]此外，本申请所提供的套筒阀与上述的套筒阀开孔设计方法相对应，效果同上。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为本申请实施例提供的一种套筒阀的结构图；
[0043]图2为本申请实施例提供的一种多孔型节流套筒的结构图；
[0044]图3为本申请实施例提供的一种窗口型节流套筒的结构图；
[0045]图4为本申请实施例提供的一种套筒阀开孔设计方法的流程图；
[0046]图5为本申请实施例提供的一种节流孔示意图；
[0047]图6为本申请实施例提供的一种节流孔布局的示意图；
[0048]图7为本申请实施例提供的一种节流孔过流面积示意图。
具体实施方式
[0049]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。
[0050]为了便于理解，本申请首先对套筒阀的结构进行说明，图1为本申请实施例提供的一种套筒阀的结构图，如图1所示，套筒阀是一种特殊的调节阀，主要由阀座1、套筒2、阀芯3、阀杆4和阀盖5等组成，节流套筒作为调节导向元件，当阀杆带动阀芯沿着节流套筒上下移动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套筒阀开孔设计方法，其特征在于，包括：确认套筒阀的流量方程和流量特性；根据所述流量方程和所述流量特性，调用对应的数学模型；所述数学模型为根据套筒阀流量、过流面积和行程的对应关系建立的模型；确认套筒阀的开孔层数以及各节流孔的面积；根据所述数学模型确认每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距。2.根据权利要求1所述的套筒阀开孔设计方法，其特征在于，在所述根据所述数学模型确认的每层中节流孔的个数以及每相邻两层之间节流孔的间距的步骤之后，还包括：根据所述数学模型确认出的套筒阀的各参数信息建立流体域模型以对所述套筒阀进行仿真；根据仿真得到的套筒阀的流量计算相对出口流量；根据所述数学模型计算得出的套筒阀的理想过流面积计算相对过流面积；判断所述相对出口流量和所述相对过流面积之间的误差是否超出阈值；若不超出，则确认通过所述数学模型得出的节流孔的布局符合需求；若超出，则根据所述误差调整所述节流孔的布局。3.根据权利要求2所述的套筒阀开孔设计方法，其特征在于，所述根据所述误差调整所述节流孔的布局包括：根据所述误差增大或减小节流孔的面积；或，根据所述误差增加或减少节流孔数量；或，根据所述误差上移或下移节流孔。4.根据权利要求2所述的套筒阀开孔设计方法，其特征在于，在建立所述流体域模型之后，还包括：对所述流体域模型进行拉伸切除处理，以得到不同开度下的流体域模型；对应的，判断所述相对出口流量和所述相对过流面积之间的误...

【专利技术属性】
技术研发人员：王懿，李燕彬，王庆松，侯振，顾雨晨，肖思成，陈柏江，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：