[发明专利]分段流量特性调节阀阀门

说明书

技术领域：

本发明涉及流体控制技术领域，尤其是指一种分段流量特性调节阀阀门。

背景技术：

调节阀又称控制阀，它是过程控制系统中用力操作去改变流体流量的装置，用于调节介质的流量、压力和液位等过程参数。调节阀由执行器和阀门两部分组成。执行器又称执行机构，目前主要分为气动、纯电动、电液、电液一体化几种驱动型式。阀门本身的主要参数之一是流量特性，流量特性是指在阀门两端压差保持恒定的条件下，介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。最常见调节阀的流量特性主要有直线、等百分比两种，这些流量特性可被认为是标准流量特性，通常情况下标准调节阀只具有一种标准流量特性。在控制系统中，阀门流量特性选用的合理与否会对流量控制、间接地对压力、液位等物理参数控制的稳定性有很大的影响。

由于标准或常规调节阀只具有一种标准流量特性，根据对阀门每种流量特性的分析可知，采用标准调节阀用于控制存在以下问题：

直线特性的阀门在小开度时不易控制，甚至发生振荡；等百分比流量特性的阀门在大开度时，放大系数大，同样不易控制，易发生振荡。有些运行系统或设备的流量控制，如宽负荷运行的燃油锅炉的燃油流量变化区间可达6%～100%，采用单一流量特性的调节阀无法实现全行程范围内的平稳缓和控制，用直线特性调节阀低负荷运行时会发生炉膛熄火现象；而用等百分比特性阀门高负荷运行时，易出现蒸汽压力控制不稳，静态误差偏大的现象。

发明内容：

本发明的目的是提供一种分段流量特性调节阀阀门，解决标准调节阀采用直线流量特性在小流量时分辨率低，灵敏度高，不易控制；采用等百分比流量特性在大流量时放大系数大，灵敏度高，不易控制这一问题。

本发明的目的是以如下方式实现的：一种分段流量特性调节阀阀门，其基本结构为单阀座型式，其流量特性由与阀座相配合的阀芯的几何形线决定，其特征是：阀芯几何形线由两段曲线构成，第一段呈现等百分比流量特性；第二段呈现直线流量特性。

所述的两段流量特性分界交汇处对应的阀芯几何形线分界点处于阀门行程的7%～35%范围内。

所述的阀门的行程比常规或标准阀门的行程高7%以上。

本发明的有益效果是：这种阀门具有较实用的流量特性曲线，便于实现宽范围的流量精确控制；在自动控制应用系统中作为流量控制元件，小流量和大流量控制输出时均容易实现稳定控制，不易超调，例如应用在燃油锅炉控制系统时，低负荷时不易发生熄火，高负荷时不易出现蒸汽压力波动。 

附图说明：

图1是常规标准调节阀的流量特性图。

图2是本发明的流量特性图。

图3是本发明采用的单阀座柱塞式的阀芯与阀座的配合关系图。

图4是常规标准调节阀的阀芯与流量特性对应的几何形线图。

图5是本发明的阀芯与流量特性对应的几何形线图。

图1中，1. 直线流量特性，2. 等百比流量特性；

图2中，1. 直线流量特性，3. 本发明采用的分段流量特性。

具体实施方式：

参照附图1、2、3，一种分段流量特性调节阀阀门，其基本结构为单阀座型式，其流量特性由与阀座相配合的阀芯的几何形线决定，其特征是：阀芯几何形线由两段曲线构成，第一段呈现等百分比流量特性；第二段呈现直线流量特性。

所述的两段流量特性分界交汇处对应的阀芯几何形线分界点处于阀门行程的7%～35%范围内。

所述的阀门的行程比常规或标准阀门的行程高7%以上。

通过对常规单阀座调节阀阀门阀芯形线的非标设计，并且加大阀芯的行程，使其在最大流通能力不变的情况下，其流量特性曲线在小流量时和大流量时呈现不同的流量特性，在全行程范围内均实现相对较高的流量控制分辨率、降低灵敏度，提高控制稳定性。

本分段流量特性调节阀实现实用流量特性的相关技术特征：

将调节阀阀门的行程加大7%以上；

在行程的7%～35%范围内取一点作为分界点，分界点往下采用等百分比流量特性，分界点往上采用直线流量特性

在图4中，标准调节阀与直线特性对应的阀芯几何形线1和与等百分比特性对应的阀芯几何形线2。

在图5中，标准调节阀与直线特性对应的阀芯几何形线1和与本发明流量特性对应的阀芯几何形线3。

该调节阀的阀芯的有效长度较标准调节阀的要加长，其加长长度要在7%以上；图中的B点为两段流量特性的分界点，应位于阀芯行程7%～35%的区间内；AB段按等百分比特性加工，BC段按直线特性加工。