隆重介紹CKD電磁閥閥芯型線設(shè)計(jì)方法
    CKD電磁閥相對(duì)收縮面積與旋流面積之比等于其相對(duì)流量系數(shù)。根據(jù)相似原理，假定具有相同固有流量特性的不同規(guī)格調(diào)節(jié)閥的相對(duì)循環(huán)面積隨相對(duì)開度的變化是相似的，并給出了柱塞閥芯廓線的解析設(shè)計(jì)方法。根據(jù)該方法設(shè)計(jì)的閥芯截面的數(shù)值模擬流動(dòng)特性與其固有流量特性之間的偏差，數(shù)值模擬流動(dòng)特性與固有流量特性之間的偏差符合iec 60534≤2≤4的要求?？梢钥闯?，該設(shè)計(jì)方法減少了在調(diào)節(jié)閥芯線設(shè)計(jì)過程中通過流量試驗(yàn)反復(fù)修改閥芯輪廓的工作量，具有定的推廣價(jià)值。
    根據(jù)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出調(diào)節(jié)閥的閥芯形狀，以表達(dá)調(diào)節(jié)閥的固有流動(dòng)特性。傳統(tǒng)的閥芯輪廓設(shè)計(jì)主要采用通過流量試驗(yàn)多次修改閥芯輪廓的方法來逼近的閥芯輪廓，設(shè)計(jì)工作量很大。現(xiàn)有的閥芯線分析設(shè)計(jì)方法不能很地表達(dá)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。例如，文獻(xiàn)[1≤3]認(rèn)為CKD電磁閥前后的壓差是恒定的。假設(shè)閥門流量阻力系數(shù)已被測(cè)量并保持不變，則調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)流量面積成正比，但實(shí)際上，調(diào)節(jié)閥流量阻力系數(shù)隨閥開度而變化。文獻(xiàn)[4]利用文丘里管模型研究了調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性，并在分析中忽略了能量損失。文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的閥芯型線的實(shí)測(cè)流量特性與固有流量特性之間的偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的允許范圍。
    CKD電磁閥我們采用孔板模型對(duì)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了研究?？紤]到能量損失，調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性與固有流量特性有的關(guān)聯(lián)，從而使解析設(shè)計(jì)的閥芯剖面所給出的流量特性更接近于固有的流動(dòng)特性。
    通過試驗(yàn)總結(jié)如下：
    (1)推導(dǎo)出CKD電磁閥相對(duì)收縮面積與旋流面積之比等于調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量系數(shù)。
    (2)用驗(yàn)證的CKD電磁閥標(biāo)定了具有自然流動(dòng)特性的調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量面積與相對(duì)開度之間的關(guān)系，給出了具有相同自然流動(dòng)特性的閥芯線的求解方程，計(jì)算得到的閥芯截面數(shù)值模擬流動(dòng)特性與設(shè)計(jì)固有流量特性的偏差在0.43%~10.88%之間。該偏差不超過工業(yè)過程控制閥IEC 60534/2/4標(biāo)準(zhǔn)要求的10%-18.45%的偏差范圍。
    將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移，帶動(dòng)球閥閥芯旋轉(zhuǎn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)球閥的研究較多。MOUJAES等人利用Star-CD軟件的計(jì)算流體力學(xué)模型模擬了法蘭球閥在不同開度條件下的流動(dòng)狀態(tài)，姚曉春等對(duì)V形球閥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，通過對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算和分析，確定了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。張勝昌等人利用FLUENT軟件對(duì)新型轉(zhuǎn)子油氣混合泵出口球閥內(nèi)的三維氣液兩相流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，討論了氣門開啟高度和不同氣液比對(duì)氣液混合時(shí)閥內(nèi)流場(chǎng)的影響。王湖濱等人采用遺傳優(yōu)化算法對(duì)三通調(diào)節(jié)閥節(jié)流閥盤的開型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并采用優(yōu)化方法對(duì)調(diào)節(jié)閥的外形進(jìn)行了優(yōu)化，并結(jié)合原型試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了CFD數(shù)值模擬驗(yàn)證。
    本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同通道不同流量特性的調(diào)節(jié)和控制，同時(shí)節(jié)省了個(gè)雙向閥和個(gè)三通噴嘴，節(jié)省了投資，占用了很小的面積。目前，所研究的三通閥大多是直線沖程控制閥.文中對(duì)液壓離焦三通閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流體計(jì)算和CFD分析。對(duì)原液壓去噪三通閥的核心流道進(jìn)行了改造，其流量特性近似于線性。朱預(yù)等人詳細(xì)分析了液壓系統(tǒng)中常用的圓形閥口三通滑閥的靜態(tài)特性，推導(dǎo)了該閥的壓力流量方程，繪制了無(wú)量綱壓力流量特性曲線，得到了該閥的零壓力增益、流量增益和壓力流量系數(shù)。
    三通流量控制閥與球閥是同角度行程控制閥，但閥體為圓柱形，閥芯中部為三通管，支撐體為十字肋板結(jié)構(gòu)，可改變介質(zhì)的流向、分流和流量調(diào)節(jié)。這個(gè)閥門位于比例肥料的入口。水通道閥門的部分水平出口流入肥料吸收室進(jìn)行流體力學(xué)肥料吸收，其余部分則從閥門的垂直出口流出，直接與水肥混合參與灌溉。通過改變閥角，改變水分進(jìn)入肥料吸收部位的比例，從而改變肥料的肥料比例。這種閥門結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn)有的三通閥，對(duì)這種閥門的研究很少。
    CKD電磁閥流場(chǎng)分析中的應(yīng)用已成為種普遍的手段。通過模擬和試驗(yàn)，對(duì)三通閥的調(diào)節(jié)特性進(jìn)行單獨(dú)的研究，有助于提高三通閥的結(jié)構(gòu)，為改善三通閥的結(jié)構(gòu)提供參考，并將其作為獨(dú)立部件應(yīng)用于管道中。
   CKD電磁閥的分流比和內(nèi)流特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
    CKD電磁閥主要結(jié)果如下：1)當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)位置在15°~75°之間時(shí)，三通流量調(diào)節(jié)閥可以地分流。隨著調(diào)節(jié)閥角度的增大，水平分流比增大到0.55，然后下降到0.40，后繼續(xù)增大到1.00，與水平流出面積與總流出面積的比值相同。
    2)CKD電磁閥角度的增大，閥入口和閥芯的過流面積減小后對(duì)稱增大。45°為小點(diǎn)，進(jìn)口管道壓力增大后減小，45°為峰值和對(duì)稱點(diǎn)，壓力曲線越高，但變化趨勢(shì)和曲線形狀相同。
    3)CKD電磁閥閥門入口與閥芯之間連接部分的流動(dòng)面積急劇減小，節(jié)流效應(yīng)導(dǎo)致閥門進(jìn)口管道的大流量和壓力。