[发明专利]一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法

说明书

本发明公开了一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法，控制阀包括阀体、外套筒、内套筒和阀塞，阀体的筒状阀腔内从外到内依次同轴贴合套设有外套筒、内套筒和阀塞；外套筒和内套筒的中下部均在相同位置开设有相同排布的若干孔洞，分别构成外套筒调节部和内套筒调节部；外套筒调节部和内套筒调节部之间具有一定间隔，构成环形的流动腔；所述阀塞能沿内套筒的内壁上下滑动，通过改变外套筒调节部和内套筒调节部上孔洞的流通面积，能使该控制阀具有可调比50:1的等百分比流量特性。本发明的控制阀内部有内外两层多孔套筒，能到起到减振降噪的作用，而且多孔套筒上特定的小孔排布方式可以使该控制阀的流量特性为可调比50:1的等百分比流量特性。

技术领域

本发明属于多孔套筒式控制阀设计领域，具体涉及一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法。

背景技术

多孔套筒式控制阀的流量特性主要取决套筒上小孔的排布方式。目前常见的多孔套筒式控制阀采用单层套筒结构，对应的等百分比流量特性曲线难以达到可调比50比1。相对于单级套筒式控制阀，二级套筒式控制阀减振降噪效果更佳，但缺乏针对可调比50比1流量特性的结构设计，且没有针对Cv值(流量系数)来调整套筒孔径的结构设计方法。

目前国内市面上还不存在一款高可调比的二级套筒式控制阀及其套筒孔径的设计方法。中国发明专利CN106763852A公开了一种多套筒控制阀，该控制阀采用三个套筒实现对流体的阻隔和调节，从而便于根据不同流体控制进行调节；此外，流体在套筒中实现多级喷射，从而进一步降低流体噪音。该控制阀结构较为完整，但该控制阀流量特性可调比无法达到可调比50比1。中国发明专利CN105351531A公开了一种气动直行程套筒控制阀，包括阀体、阀体上端的阀盖、设置于阀体内的阀杆、阀杆末端设置有阀瓣，阀杆连接阀盖上方的气动执行机构，阀体内腔设置为错层导通结构，包括左层弧形通道、中心竖直阀瓣腔以及右层弧形通道。该控制阀包含执行器，结构和功能较为完整，但该控制阀流量特性可调比无法达到可调比50比1，也没有提供套筒小孔的设计方法。

因此，需要提出一种二级套筒式控制阀及基于Cv值调整套筒孔径的优化方法，来满足目前套筒式控制阀工程设计和应用上的要求。

发明内容

本发明针对目前市面上缺乏可调比为50比1的二级套筒式控制阀，且没有针对套筒小孔孔径的设计方法。为满足流量特性可调比为50比1，提出了一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法。

为实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

本发明的第一目的在于提供了一种二级套筒式控制阀，其包括阀体、外套筒、内套筒和阀塞，阀体的筒状阀腔内从外到内依次同轴贴合套设有外套筒、内套筒和阀塞；外套筒和内套筒的中下部均在相同位置开设有相同排布的若干孔洞，分别构成外套筒调节部和内套筒调节部；外套筒调节部和内套筒调节部之间具有一定间隔，构成环形的流动腔；所述阀塞能沿内套筒的内壁上下滑动，通过改变外套筒调节部和内套筒调节部上孔洞的流通面积，能使该控制阀具有可调比50:1的等百分比流量特性。

作为优选，所述阀体的阀腔顶部设有台阶状结构，分别与外套筒和内套筒顶部外延的环状结构搭设连接；阀体的阀腔顶部沿周向设有加强筋。

作为优选，所述外套筒和内套筒的顶部平齐，两者的底部也平齐。

作为优选，所述阀体的阀腔口径为65mm。

进一步的，所述外套筒调节部的外径为97mm，内径为91mm。

进一步的，所述内套筒调节部的外径为81mm，内径为75mm。

进一步的，所述阀塞为柱状结构，其横截面的直径为75mm，高度为40mm。