[发明专利]多级降压套筒优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及多级降压调节阀内部节流套筒的设计。

背景技术

多级降压套筒是用于调节阀内部的节流降压装置，现有的调节阀内部设有的套筒结构，各级套筒壁厚、级间间隙相等，只根据需求和阀腔空间确定降压级数，没有具体合理地确定降压级数、壁厚和级间间隙的设计计算方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术所存在的不足，通过改进设计计算方法，从而设计出一种防空化、降噪效果更好的多级降压套筒结构。

本发明是多级降压套筒的优化设计方法，其步骤为：

（A）降压级数的计算：

综合防空化与降低噪声两方面因素得到改进的各级压降计算公式如下：

  

式中：为优化方法计算出的第i级压降（i=1、2、3……）；

      为阀前后总压降；

       n为降压级数；

初步确定级数为k（k=1、2、3……）级，即n=k，根据上式求得每一级压降，当某一级压降大于或等于阻塞流压差时，可能发生阻塞流，故采用k+1级降压，即使每一级的压降均小于相应阻塞流压差；

以此类推，最终得出多级降压套筒的降压级数；

（B）套筒筒体壁厚计算：

根据各节流层应满足周向应力和轴向应力的限制，结合计算方法（A）得出的各级压降ΔP_i′所得公式如下：

式中：为套筒内介质压力；

为第i级节流套筒直径；

          为材料许用拉应力；

为第i级套筒壁厚；

（C）．套筒级间间隙计算：

确定一种多级套筒级间间隙的计算方法，如下：

    （4 mm≤G_i≤44 mm）

式中：A_i为相邻上级套筒总开孔流通面积；

G_i为套筒筒体间间隙；

h为行程。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明结合传统的防空化和降噪声的降压方法，优化设计出兼具防空化和降噪的套筒降压级数计算方法。

2、本发明提供了套筒壁厚计算方法，与以往等壁厚套筒设计方法相比，考虑到外层套筒承压相对较高，设计出的套筒结构能更好的满足强度要求。

3、本发明提供套筒级间间隙的计算方法，使介质在经过降压节流后得到适当的缓冲，减轻介质流速过高引起的冲蚀。

附图说明

图1是各级降压和级数确定流程图，图2是套筒结构示意图，图3是套筒相关参数标识图。附图标记说明：1. 一级套筒；2. 二级套筒；3. 三级套筒；4.套筒座。

具体实施方式

本发明是多级降压套筒的优化设计方法，专用于多级降压调节阀内部节流套筒的设计，其特征在于：基于现有的多级降压套筒设计计算方法，综合考虑空化、噪声两方面因素对其加以改进，得到更合理的降压级数设计计算方法，其步骤为：

（A）降压级数的计算：

综合防空化与降低噪声两方面因素得到改进的各级压降计算公式如下：

  

式中：为优化方法计算出的第i级压降（i=1、2、3……）；

      为阀前后总压降；

       n为降压级数；

初步确定级数为k（k=1、2、3……）级，即n=k，根据上式求得每一级压降，当某一级压降大于或等于阻塞流压差时，可能发生阻塞流，故采用k+1级降压，即使每一级的压降均小于相应阻塞流压差；

以此类推，最终得出多级降压套筒的降压级数；

（B）套筒筒体壁厚计算：

根据各节流层应满足周向应力和轴向应力的限制，结合计算方法（A）得出的各级压降ΔP_i′所得公式如下：

式中：为套筒内介质压力；

为第i级节流套筒直径；

          为材料许用拉应力；

为第i级套筒壁厚；

（C）．套筒级间间隙计算：

确定一种多级套筒级间间隙的计算方法，如下：

    （4 mm≤G_i≤44 mm）