節(jié)流截止閥的流量特性 節(jié)流閥的流量特性 截止閥的流量特性 J41H截止閥的流量特性 節(jié)流截止閥的流量特性建立了節(jié)流閥整體有限元數(shù)字模型，分析了節(jié)流閥的流量特性，進(jìn)行了不同開度下的流場網(wǎng)格劃分及邊界條件施加和求解，繪制了流量特性曲線，形成了關(guān)于節(jié)流閥流量特性求解的一般方法。主要用來接通或截斷管路中的介質(zhì)，一般不用于調(diào)節(jié)流量。節(jié)流閥是一個zui簡單又zui基本的流量控制閥，其實質(zhì)相當(dāng)于一個可變節(jié)流口，即一種借助于控制機構(gòu)使閥心相對于閥體孔運動改變閥口過流面積的閥。常用在定量泵節(jié)流調(diào)速回路實現(xiàn)調(diào)速。 閥體上右邊為進(jìn)油口，左邊為出油口。閥心的一端開有三角尖槽，另一端加工有螺紋，旋轉(zhuǎn)閥心即可軸向移動改變閥口過流面積，即閥的開口面積。
起節(jié)流調(diào)速作用節(jié)流閥用在定量泵系統(tǒng)與溢流閥一起組成節(jié)流調(diào)速回路。
某些液壓系統(tǒng)，通流量是一定的，改變節(jié)流閥的開口面積將導(dǎo)致閥的前后壓力差改變。此時，節(jié)流閥起負(fù)載阻尼作用。起壓力緩沖作用在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件可延緩壓力差突變的影響，起保護(hù)作用。
應(yīng)用范圍：
鍛鋼截止閥可廣泛用于自來水、污水、建筑、石油、化工、食品、醫(yī)藥、輕紡、電力、船舶、冶金、能源系統(tǒng)等體管線上作為截流裝置使用。 1、節(jié)流截止閥的流量特性概述
節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面積控制流體流量的閥門，其主要由閥體、閥蓋、閥桿和閥瓣等零部件組成。閥門的節(jié)流元件閥瓣多為圓錐流線型，通過改變閥門的節(jié)流面積達(dá)到調(diào)節(jié)流量和壓力。隨著有限元軟件的發(fā)展，為節(jié)流閥閥瓣節(jié)流面設(shè)計帶來了更的方法，同時通過有限元求解對閥門不同開度下的流量進(jìn)行整合分析得到節(jié)流閥流量特性曲線，從而可以直觀的反應(yīng)該閥門的流量調(diào)節(jié)性能，滿足客戶的使用要求。 2、流場分析
應(yīng)用Solidworks軟件對節(jié)流閥進(jìn)行整體有限元數(shù)模建立，通過Solidworks Flowworks對節(jié)流閥進(jìn)行了不同開度下的流量測定。 2.1、數(shù)學(xué)模型 在Solidworks軟件中，應(yīng)用拉伸和旋轉(zhuǎn)等實體命令，建立實體模型，再應(yīng)用裝配模塊對各零部件進(jìn)行裝配(圖1) 。節(jié)流閥流量特性曲線求解方法 
圖1 閥門數(shù)學(xué)模型 2.2、網(wǎng)格劃分 將建立的立體數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)入到Solidworks Flowworks模塊中，對其進(jìn)行流場網(wǎng)格劃分，分別對節(jié)流閥閥瓣開啟高度h 為4.5mm (圖2) 、9mm、13.5mm、18mm、22.5mm、27mm、31.5mm、36mm、40.5mm 和45mm 的節(jié)流閥流場網(wǎng)格劃分。 節(jié)流閥流量特性曲線求解方法 圖2 閥瓣開啟4.5mm 時節(jié)流閥流場網(wǎng)格 2.3、邊界條件加載 邊界條件是確定分析初始狀態(tài)，設(shè)定內(nèi)部流體為水，閥前設(shè)置流量為3m3/h，溫度為室溫，試驗壓力為6kPa。 2.4、求解 應(yīng)用Solidworks Flowworks 求解器對節(jié)流閥不同開度下的流場進(jìn)行求解，從分析結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開度為4.5mm 時，閥瓣與閥座附近zui大流速為14.5m/s，流量為0.399t/h，閥瓣與閥座局部流體阻力很大，閥后流速很小，認(rèn)為隨著閥瓣開啟高度的提高，閥后流速增加，流量增加，閥瓣與閥座局部阻力降低(圖3～圖7) 。節(jié)流閥流量特性曲線求解方法圖3 閥瓣開啟高度為4. 5mm 的流場分布節(jié)流閥流量特性曲線求解方法 
圖4 閥瓣開啟高度為9mm 的流場分布 節(jié)流閥流量特性曲線求解方法 圖5 閥瓣開啟高度為22. 5mm 的流場分布 節(jié)流閥流量特性曲線求解方法圖6 閥瓣開啟高度為36mm 的流場分布節(jié)流閥流量特性曲線求解方法圖7 閥瓣開啟高度為45mm 的流場分布 
3、流量特性曲線
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥根據(jù)節(jié)流閥的流量調(diào)節(jié)情況，節(jié)流閥從全開～全關(guān)閥瓣不同開度下的流場分析結(jié)果可以求解出閥瓣節(jié)流后的流量及壓差(表1) 。根據(jù)計算數(shù)據(jù)繪制的流量特性曲線(圖8) 可以發(fā)現(xiàn)，該節(jié)流閥流量特性屬于等百分比調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計和規(guī)范
鍛鋼截止閥制造按API602,BS5352,ANSI/ASME B16.34,試驗與驗收按API 598,標(biāo)識按照MSS SP-25。
鍛鋼截止閥結(jié)構(gòu)型式
1.全通徑或縮徑
2.結(jié)構(gòu)長度按ANSI/ASME B16.10
3.法蘭按ANSI/ASME B16.5
4.自密封閥蓋
5.明桿帶支架
6.兩端自動調(diào)整的填料壓套；
7.本體倒密封
8.整體閥體法蘭
9.對焊端按ANSI/ASME B16.25
10.環(huán)連接閥體閥蓋墊片
11.用纏繞式墊片的螺栓型閥蓋、螺紋密封、焊接型閥蓋，或自密封閥蓋
鍛鋼法蘭端截止閥150Lb~600Lb
全徑或縮徑
明桿支架式
自定心壓板壓套式
螺栓連接、纏繞墊片密封式閥蓋；螺紋連接、全焊密封式閥蓋以及螺紋連接內(nèi)壓自緊式閥蓋
整體式上密封座
閥瓣可變換為節(jié)流型、針型、球型和止回閥。 
其選用原則是：
1、高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置上宜選用截止閥。如火電廠、核電站，石油化工系統(tǒng)的高溫、高壓管路上。
2、管路上對流阻要求不嚴(yán)的管路上。即對壓力損失考慮不大的地方。
3、小型閥門可選用針閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等。
4、有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小，如公稱通經(jīng)≤50mm 的管路上，宜選用。
5、合成工業(yè)生產(chǎn)中的小化肥和大化肥宜選用公稱壓力PN160 公稱壓力16MPa 或PN320 公稱壓力32MPa 的高壓角式截止閥或高壓角式節(jié)流閥。
6、氧化鋁拜耳法生產(chǎn)中的脫硅車間、易結(jié)焦的管路上，易選用閥體分開式、閥座可去處的、硬質(zhì)合金密封副的直流式截止閥或直流式節(jié)流閥。
7、城市建設(shè)中的供水、供熱工程上，公稱通經(jīng)較小的管路，可選用截止、平衡閥或柱塞閥，如公稱通經(jīng)小于150mm的管路上。
鍛鋼截止閥結(jié)構(gòu)特點：
鍛鋼截止閥有三種閥蓋設(shè)計形式。*種是螺栓式閥蓋，按這種設(shè)計形式設(shè)計的閥門，其閥體與閥蓋用螺栓螺母連接，纏繞式墊片 (316夾柔性石墨制造)密封。客戶有特殊要求時也可采用金屬環(huán)連接。第二種設(shè)計形式是焊接式閥蓋，按這種設(shè)計形式的閥門，其閥體與閥蓋用螺紋連接，全焊密封?？蛻粲刑厥庖髸r也可采用全焊接連接。第三種是壓力自緊式閥蓋，按這種設(shè)計形式設(shè)計的閥門，其閥體與閥蓋用螺紋連接，內(nèi)壓自密封環(huán)密封。
鍛鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：
設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)：GB/T12235、APl602、BS5352、ASME B16.34。
結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12221-2005
連接端標(biāo)準(zhǔn)：承插端符合ASME B16.11，螺紋端符合ASME B1.20.1
壓力溫度等級：GB/T 12224-2005
試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13927-2008、APl598表1 節(jié)流閥開度和流量特性節(jié)流閥流量特性曲線求解方法
節(jié)流閥流量特性曲線求解方法圖8 流量特性曲線 
4、結(jié)語
通過對節(jié)流閥流量特性曲線的有限元分析，確定了流量特性曲線的一般分析方法，為閥門優(yōu)化設(shè)計給出了改進(jìn)方向，大幅縮短了研發(fā)周期。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥 |
