5、 套筒设计分析
   工业生产控制系统的多样性决定了调节阀必须具备灵活的可调结构, 轴向控制调节阀要适应现代工业的发展也必须具备此特点。套筒是为适应高压差,大口径的管道需要而设计的一种流量节流零件, 套筒阀因其独特的导向稳定性和易于实现高精度调节被广泛使用, 套筒阀的发明使原有阀门的流通能力提高了20%, 到现在套筒阀还作为调节阀市场的主导产品而广泛使用, 套筒是为解决单座阀流通能力过低、不平衡力大而设计的一种结构, 是当前调节阀市场使用最广泛的一种结构。轴流阀吸取了它的优点, 延用了此结构, 套筒不管对普通阀还是轴流阀都是致关重要的, 下面简单介绍常用的几种结构:
5.1 低噪音型套筒结构
   低噪音套筒也分为等百分比和线性特性两种调节特性, 关键是在于将原大孔型窗口被几组按一定规律排列的小孔所代替,( 如图4) 。或设计成一组多层节流套筒组合的形式, 使介质分段降压, 并使声波在进入小孔之前就相互撞击, 消耗能量。在设计套筒上孔的数量及孔的大小以及孔的排列方式上按小孔节流理论, 根据设计压差计算流速, 使流束在套筒中间要能够互相碰撞, 达到消耗声能的目的。
           

5.2 线形特性套筒及等百分比套筒
   线形特性套筒是根据线形流量特性的要求, 将套筒窗口的形状数量按所设计阀流通能力的大小, 将节流口按行程变化要求经过理论与实验修正得出的。即根据调节阀的相对流量与阀芯的相对位移成直线关系( 即单位位移变化所引起的流量变化是常数) , 其数学表达式为:
           

   等百分比套筒与线形套筒类似是根据等百分比调节理论得出的, 指阀杆的单位相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比。其数学表达式为:
            

5.3 低压降比套筒的设计
   低压降比调节阀的套筒结构与常见套筒阀的不同之处在于开窗形状和开窗面积的不同。不同的流量特性通过不同的开窗面积分布来实现。图5表示套筒开窗面积分布图。图5中窗口宽度y 值随阀行程l 的变化而变化, 这是要确定的关键值。
●设计步骤简述如下:  
 (1) 分析套筒开窗面积的相对值和绝对值的分布情况。
           
         图5 窗口宽度与行程的关系
 (2) y=f(l) 的计算即随着l 值的变化y值变化, y 值和相对行程h、压降比s、总面积S总有关,  是比较复杂的数学关系。在得到它的函数关系后,可以得到边界值y1、y3。
 (3) 求开窗总面积
   开窗面积也就是阀的流通总面积, 可按照流体力学的公式来计算。
 (4) 套筒开窗结构的考虑
   套筒的开窗数通常取偶数, 这样有利于流体在套筒中互相冲击而把静压能量消耗掉, 降低噪声, 避免振动。套筒的开窗面积也可以采用钻孔的方法, 即在套筒上钻出数量不同、大小各异的孔, 这种方法使开窗过程更为简便, 而且更有利于降低流体所产生的噪声和振动。
   传统套筒阀产品的套筒开窗面积是按固有流量特性设计的, 它与低压降比调节阀套筒的开窗面积的分布是不相同的。图6 是对同一尺寸的两种套筒的开窗面积的对比。从图6 中可以看出, 在两种套筒阀的开窗面积相同时,  其形状是不同的, 也就是说, 随着行程变化所对应的面积完全不同, 这就使它们的固有特性与工作特性完全不同。
  6、 结论
    通过分析对比可以得出轴向控制调节阀具有解决常用调节阀缺点的特点, 特别在脉动压力及大口径情况下, 轴向控制阀具有不可替代的优点。虽然此结构因加工的特殊性制约了其在调节阀市场的推广, 但是它所表现出的可靠性、可扩展性将会逐步被调节阀厂家及用户认可, 希望通过此文与同行门共勉。