节流截止阀的流量特性 节流阀的流量特性 截止阀的流量特性 J41H截止阀的流量特性

节流截止阀的流量特性建立了节流阀整体有限元数字模型，分析了节流阀的流量特性，进行了不同开度下的流场网格划分及边界条件施加和求解，绘制了流量特性曲线，形成了关于节流阀流量特性求解的一般方法。主要用来接通或截断管路中的介质，一般不用于调节流量。节流阀是一个zui简单又zui基本的流量控制阀，其实质相当于一个可变节流口，即一种借助于控制机构使阀心相对于阀体孔运动改变阀口过流面积的阀。常用在定量泵节流调速回路实现调速。    阀体上右边为进油口，左边为出油口。阀心的一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀心即可轴向移动改变阀口过流面积，即阀的开口面积。   
    起节流调速作用节流阀用在定量泵系统与溢流阀一起组成节流调速回路。    
    某些液压系统，通流量是一定的，改变节流阀的开口面积将导致阀的前后压力差改变。此时，节流阀起负载阻尼作用。起压力缓冲作用在液流压力容易发生突变的地方安装节流元件可延缓压力差突变的影响，起保护作用。
应用范围：
锻钢截止阀可广泛用于自来水、污水、建筑、石油、化工、食品、医药、轻纺、电力、船舶、冶金、能源系统等体管线上作为截流装置使用。

1、节流截止阀的流量特性概述
节流阀是通过改变节流截面积控制流体流量的阀门，其主要由阀体、阀盖、阀杆和阀瓣等零部件组成。阀门的节流元件阀瓣多为圆锥流线型，通过改变阀门的节流面积达到调节流量和压力。随着有限元软件的发展，为节流阀阀瓣节流面设计带来了更的方法，同时通过有限元求解对阀门不同开度下的流量进行整合分析得到节流阀流量特性曲线，从而可以直观的反应该阀门的流量调节性能，满足客户的使用要求。

2、流场分析
应用Solidworks软件对节流阀进行整体有限元数模建立，通过Solidworks Flowworks对节流阀进行了不同开度下的流量测定。

2.1、数学模型

在Solidworks软件中，应用拉伸和旋转等实体命令，建立实体模型，再应用装配模块对各零部件进行装配(图1) 。节流阀流量特性曲线求解方法

图1 阀门数学模型

2.2、网格划分

将建立的立体数学模型，导入到Solidworks Flowworks模块中，对其进行流场网格划分，分别对节流阀阀瓣开启高度h 为4.5mm (图2) 、9mm、13.5mm、18mm、22.5mm、27mm、31.5mm、36mm、40.5mm 和45mm 的节流阀流场网格划分。

节流阀流量特性曲线求解方法

图2 阀瓣开启4.5mm 时节流阀流场网格

2.3、边界条件加载

边界条件是确定分析初始状态，设定内部流体为水，阀前设置流量为3m3/h，温度为室温，试验压力为6kPa。

2.4、求解

应用Solidworks Flowworks 求解器对节流阀不同开度下的流场进行求解，从分析结构可以发现，当开度为4.5mm 时，阀瓣与阀座附近zui大流速为14.5m/s，流量为0.399t/h，阀瓣与阀座局部流体阻力很大，阀后流速很小，认为随着阀瓣开启高度的提高，阀后流速增加，流量增加，阀瓣与阀座局部阻力降低(图3～图7) 。节流阀流量特性曲线求解方法图3 阀瓣开启高度为4. 5mm 的流场分布节流阀流量特性曲线求解方法

图4 阀瓣开启高度为9mm 的流场分布

节流阀流量特性曲线求解方法

图5 阀瓣开启高度为22. 5mm 的流场分布

节流阀流量特性曲线求解方法图6 阀瓣开启高度为36mm 的流场分布节流阀流量特性曲线求解方法图7 阀瓣开启高度为45mm 的流场分布

3、流量特性曲线
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀根据节流阀的流量调节情况，节流阀从全开～全关阀瓣不同开度下的流场分析结果可以求解出阀瓣节流后的流量及压差(表1) 。根据计算数据绘制的流量特性曲线(图8) 可以发现，该节流阀流量特性属于等百分比调节。结构设计和规范
锻钢截止阀制造按API602,BS5352,ANSI/ASME B16.34,试验与验收按API 598,标识按照MSS SP-25。
锻钢截止阀结构型式
1.全通径或缩径
2.结构长度按ANSI/ASME B16.10
3.法兰按ANSI/ASME B16.5
4.自密封阀盖
5.明杆带支架
6.两端自动调整的填料压套；
7.本体倒密封
8.整体阀体法兰
9.对焊端按ANSI/ASME B16.25
10.环连接阀体阀盖垫片
11.用缠绕式垫片的螺栓型阀盖、螺纹密封、焊接型阀盖，或自密封阀盖
锻钢法兰端截止阀150Lb~600Lb
全径或缩径
明杆支架式
自定心压板压套式
螺栓连接、缠绕垫片密封式阀盖；螺纹连接、全焊密封式阀盖以及螺纹连接内压自紧式阀盖
整体式上密封座
阀瓣可变换为节流型、针型、球型和止回阀。

其选用原则是：
1、高温、高压介质的管路或装置上宜选用截止阀。如火电厂、核电站，石油化工系统的高温、高压管路上。
2、管路上对流阻要求不严的管路上。即对压力损失考虑不大的地方。
3、小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。
4、有流量调节或压力调节，但对调节精度要求不高，而且管路直径又比较小，如公称通经≤50mm 的管路上，宜选用。
5、合成工业生产中的小化肥和大化肥宜选用公称压力PN160 公称压力16MPa 或PN320 公称压力32MPa 的高压角式截止阀或高压角式节流阀。
6、氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上，易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。
7、城市建设中的供水、供热工程上，公称通经较小的管路，可选用截止、平衡阀或柱塞阀，如公称通经小于150mm的管路上。
锻钢截止阀结构特点：
锻钢截止阀有三种阀盖设计形式。*种是螺栓式阀盖，按这种设计形式设计的阀门，其阀体与阀盖用螺栓螺母连接，缠绕式垫片 (316夹柔性石墨制造)密封。客户有特殊要求时也可采用金属环连接。第二种设计形式是焊接式阀盖，按这种设计形式的阀门，其阀体与阀盖用螺纹连接，全焊密封。客户有特殊要求时也可采用全焊接连接。第三种是压力自紧式阀盖，按这种设计形式设计的阀门，其阀体与阀盖用螺纹连接，内压自密封环密封。
锻钢截止阀标准规范：
设计制造标准：GB/T12235、APl602、BS5352、ASME B16.34。
结构长度标准：GB/T 12221-2005
连接端标准：承插端符合ASME B16.11，螺纹端符合ASME B1.20.1
压力温度等级：GB/T 12224-2005
试验检验标准：GB/T 13927-2008、APl598表1 节流阀开度和流量特性节流阀流量特性曲线求解方法

节流阀流量特性曲线求解方法图8 流量特性曲线

4、结语
通过对节流阀流量特性曲线的有限元分析，确定了流量特性曲线的一般分析方法，为阀门优化设计给出了改进方向，大幅缩短了研发周期。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀