利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021104999912
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

1)搭建循环式管道回路,循环式管道回路中设有液相油和颗粒,在循环式管道回路中间区域设置对置法兰,在对置法兰间安装多级降压串式液位调节阀,利用循环泵和加压泵对循环式管道回路中的液相油和颗粒进行输送和加压,并调节多级降压串式液位调节阀的进出口压力;

2)定义阀芯(13)与阀芯套(3)之间流体域中流体节流的次数为级数;

3)试验过程中,在多级降压串式液位调节阀中各个级数处的阀芯套(3)内壁和阀芯(13)外壁的不同位置分别固定粘贴铝片,并在每个铝片附近粘结n个压力应变片和m个流速仪,实时采集换算得到不同时刻的阀芯套(3)内壁、阀芯(13)外壁不同位置的m个流速分布值和n个压力分布值;每组实验测试完成后,基于激光位移传感器扫描测试铝片的磨损率KEC;

4)调节多级降压串式液位调节阀的进口压力至11.7MPa,利用步骤3)换算获得的不同时刻不同位置的n个压力分布值和m个流速分布值,获得流域内压力场和速度场的分布特性;基于激光位移传感器扫描获得的铝片磨损深度,建立磨损率KEC与压力分布、流速分布的关联关系;

5)以固定压力间隔量依次提升调节多级降压串式液位调节阀的进口压力Pin,重复步骤

4)的实验方法,分别绘制不同级数内铝片磨损率KEC随进口压力Pin变化的离散数据曲线;

6)对于铝片磨损率KEC随进口压力Pin的离散数据变化曲线,进行数据拟合获得铝片磨损率随进口压力的连续数据变化曲线;

7)动态调节控制不同阀杆(9)的高度位置,进而带动阀芯(13)上下升降移动,即相对于阀芯套(3)的位置,从而实现多级降压串式液位调节阀的开度调整;在不同开度情况下,对铝片的磨损率随开度的变化进行测试,获得铝片的磨损率随阀芯(13)开度的离散数据变化曲线,进而通过数据拟合获得铝片的磨损率随阀芯开度的连续数据变化曲线;利用铝片磨损率随进口压力的连续数据变化曲线,结合铝片磨损率随阀芯开度的连续数据变化曲线,扩充获得铝片磨损率与进口压力、阀芯开度的关联关系图谱;

8)类似地,重复步骤7),改变颗粒粒径及颗粒浓度,继续扩充获得铝片磨损率与进口压力、阀芯开度、颗粒粒径及颗粒浓度的关联关系图谱;

9)在动态调节过程中,基于铝片材料的抗磨特性及磨损设定裕度,预先设置临界磨损率[ε],并基于实时动态的铝片磨损率实际值KEC与临界磨损率值[ε]进行对比:若KEC<0.95[ε],则阀杆位置、进口压力和阀芯开度均保持不变;

若KEC≥0.95[ε],则调节阀芯开度、进口压力、颗粒粒径及颗粒浓度,并实时动态更新铝片材料的磨损率实际值KEC,直至KEC<0.95[ε],以避免阀芯的快速磨损失效。

2.根据权利要求1所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀门为多级降压串式液位调节阀结构,具体包括阀体(1)、阀座(2)、阀芯套(3)、阀盖(12)和阀芯(13);阀体(1)内设有竖直空腔,竖直空腔内设有阀座(2),阀座(2)将阀体(1)内的竖直空腔分割为位于上部的节流阀芯圆柱空腔和位于下部的缓冲圆柱空腔,阀座(2)开设中心通孔,中心通孔将节流阀芯圆柱空腔和缓冲圆柱空腔连通,阀体(1)的两侧分别设有入口和出口,入口和缓冲圆柱空腔底部连通,出口和节流阀芯圆柱空腔的底部连通;

节流阀芯圆柱空腔中固定装有阀芯套(3),阀芯套(3)外壁和节流阀芯圆柱空腔的壁面之间具有环形间隙,环形间隙和阀体(1)的出口连通;阀芯套(3)底部连接到阀座(2),阀芯套(3)内部的空腔内同轴安装具有多个凹口的阀芯(13),阀芯(13)与阀芯套(3)之间设置流道构成多级串式降压结构;阀体(1)上端口固定安装有阀盖(12),阀盖(12)中心设有和节流阀芯圆柱空腔同轴贯通的中心孔,阀盖(12)中心孔周围的端面将阀芯套(3)轴向压紧在阀座(2)上;远离阀座(2)的阀芯套(3)上端侧壁沿周向均布开设多个通孔,流体介质从阀体(1)入口流入到缓冲圆柱空腔,经阀座(2)的中心通孔后流入到节流阀芯圆柱空腔,节流阀芯圆柱空腔中节流降压后的流体介质自阀芯套(3)上端侧壁均布的通孔内流出至阀体(1)与阀芯套(3)之间的环形间隙内,并经环形间隙内汇流至阀体(1)的出口流出。

3.根据权利要求2所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀盖(12)的中心孔中安装有阀杆(9),阀芯(13)上端穿入阀盖(12)的中心孔中后和阀杆(9)下端固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀盖(12)和阀芯套(3)连接处的阀芯(13)外套装有导向套(4)。

5.根据权利要求3所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀杆(9)和阀盖(12)中心孔之间的环形间隙从下到上依次安装有填料底垫(6)、填料(7)、填料压盖(10),填料压盖(10)上端伸出阀盖(12)中心孔后的部分设置外凸缘,填料压盖(10)之上设有法兰盘(16),法兰盘(16)通过螺杆(8)固定连接到阀盖(12)上端部,法兰盘(16)通过螺杆(8)被压紧在填料压盖(10)上。

6.根据权利要求2所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀芯(13)与阀芯套(3)之间的多级串式降压结构,具体为:位于阀芯套(3)上端通孔下方的阀芯套(3)内设有阶梯腔,阶梯腔内从上到下轴向间隔设置有多个内凸缘作为节流环,多个节流环将阶梯腔整体进行分割而分为多个小腔;位于阀芯套(3)中的阀芯(13)的特征是自上到下轴向开设多个对称凹槽结构,每个对称凹槽结构包括沿对称方向分别对称布置在阀芯(13)两侧的两个凹槽,上下相邻两个对称凹槽结构的两个凹槽所在的对称方向相垂直;

节流环的内径和阀芯(13)的外径一致,且凹槽的宽度大于节流环的厚度。

7.根据权利要求2所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀座(2)在上端面和下端面均开设有环形凹槽,环形凹槽内均安装有法兰缠绕垫(15)进行密封。

8.根据权利要求3所述的一种阀门内流道磨损特性预测调控方法,其特征在于:所述的阀杆(9)下端和阀芯(13)上端之间通过连接鞘(11)同轴连接,通过阀杆(9)带动阀芯(13)在阀芯套(3)内上下轴向移动。