5、 套筒設(shè)計(jì)分析
   工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的多樣性決定了調(diào)節(jié)閥必須具備靈活的可調(diào)結(jié)構(gòu), 軸向控制調(diào)節(jié)閥要適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展也必須具備此特點(diǎn)。套筒是為適應(yīng)高壓差,大口徑的管道需要而設(shè)計(jì)的一種流量節(jié)流零件, 套筒閥因其獨(dú)特的導(dǎo)向穩(wěn)定性和易于實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)節(jié)被廣泛使用, 套筒閥的發(fā)明使原有閥門(mén)的流通能力提高了20%, 到現(xiàn)在套筒閥還作為調(diào)節(jié)閥市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品而廣泛使用, 套筒是為解決單座閥流通能力過(guò)低、不平衡力大而設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu), 是當(dāng)前調(diào)節(jié)閥市場(chǎng)使用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)。軸流閥吸取了它的優(yōu)點(diǎn), 延用了此結(jié)構(gòu), 套筒不管對(duì)普通閥還是軸流閥都是致關(guān)重要的, 下面簡(jiǎn)單介紹常用的幾種結(jié)構(gòu):
5.1 低噪音型套筒結(jié)構(gòu)
   低噪音套筒也分為等百分比和線性特性?xún)煞N調(diào)節(jié)特性, 關(guān)鍵是在于將原大孔型窗口被幾組按一定規(guī)律排列的小孔所代替,( 如圖4) 。或設(shè)計(jì)成一組多層節(jié)流套筒組合的形式, 使介質(zhì)分段降壓, 并使聲波在進(jìn)入小孔之前就相互撞擊, 消耗能量。在設(shè)計(jì)套筒上孔的數(shù)量及孔的大小以及孔的排列方式上按小孔節(jié)流理論, 根據(jù)設(shè)計(jì)壓差計(jì)算流速, 使流束在套筒中間要能夠互相碰撞, 達(dá)到消耗聲能的目的。
           

5.2 線形特性套筒及等百分比套筒
   線形特性套筒是根據(jù)線形流量特性的要求, 將套筒窗口的形狀數(shù)量按所設(shè)計(jì)閥流通能力的大小, 將節(jié)流口按行程變化要求經(jīng)過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)修正得出的。即根據(jù)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與閥芯的相對(duì)位移成直線關(guān)系( 即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)) , 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
           

   等百分比套筒與線形套筒類(lèi)似是根據(jù)等百分比調(diào)節(jié)理論得出的, 指閥桿的單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與該點(diǎn)的相對(duì)流量成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
            

5.3 低壓降比套筒的設(shè)計(jì)
   低壓降比調(diào)節(jié)閥的套筒結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)套筒閥的不同之處在于開(kāi)窗形狀和開(kāi)窗面積的不同。不同的流量特性通過(guò)不同的開(kāi)窗面積分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖5表示套筒開(kāi)窗面積分布圖。圖5中窗口寬度y 值隨閥行程l 的變化而變化, 這是要確定的關(guān)鍵值。
●設(shè)計(jì)步驟簡(jiǎn)述如下:  
 (1) 分析套筒開(kāi)窗面積的相對(duì)值和絕對(duì)值的分布情況。
           
         圖5 窗口寬度與行程的關(guān)系
 (2) y=f(l) 的計(jì)算即隨著l 值的變化y值變化, y 值和相對(duì)行程h、壓降比s、總面積S總有關(guān),  是比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)關(guān)系。在得到它的函數(shù)關(guān)系后,可以得到邊界值y1、y3。
 (3) 求開(kāi)窗總面積
   開(kāi)窗面積也就是閥的流通總面積, 可按照流體力學(xué)的公式來(lái)計(jì)算。
 (4) 套筒開(kāi)窗結(jié)構(gòu)的考慮
   套筒的開(kāi)窗數(shù)通常取偶數(shù), 這樣有利于流體在套筒中互相沖擊而把靜壓能量消耗掉, 降低噪聲, 避免振動(dòng)。套筒的開(kāi)窗面積也可以采用鉆孔的方法, 即在套筒上鉆出數(shù)量不同、大小各異的孔, 這種方法使開(kāi)窗過(guò)程更為簡(jiǎn)便, 而且更有利于降低流體所產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)。
   傳統(tǒng)套筒閥產(chǎn)品的套筒開(kāi)窗面積是按固有流量特性設(shè)計(jì)的, 它與低壓降比調(diào)節(jié)閥套筒的開(kāi)窗面積的分布是不相同的。圖6 是對(duì)同一尺寸的兩種套筒的開(kāi)窗面積的對(duì)比。從圖6 中可以看出, 在兩種套筒閥的開(kāi)窗面積相同時(shí),  其形狀是不同的, 也就是說(shuō), 隨著行程變化所對(duì)應(yīng)的面積完全不同, 這就使它們的固有特性與工作特性完全不同。
  6、 結(jié)論
    通過(guò)分析對(duì)比可以得出軸向控制調(diào)節(jié)閥具有解決常用調(diào)節(jié)閥缺點(diǎn)的特點(diǎn), 特別在脈動(dòng)壓力及大口徑情況下, 軸向控制閥具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)。雖然此結(jié)構(gòu)因加工的特殊性制約了其在調(diào)節(jié)閥市場(chǎng)的推廣, 但是它所表現(xiàn)出的可靠性、可擴(kuò)展性將會(huì)逐步被調(diào)節(jié)閥廠家及用戶認(rèn)可, 希望通過(guò)此文與同行門(mén)共勉。