3、调节阀的优化改进及比较

  根据上面分析出来的扭矩产生的原因，对调节阀的机构进行优化改进，降低阀门的扭矩并减少执行机构的能耗，具体优化方案如下。

  3.1 优化方案一

  通过阀芯扭矩公式发现扭矩产与介质作用在阀芯上的接触面积有关。可以通过在增加阀芯杆部的直径，来减小介质与阀芯之间的接触面积。为了防止阀芯杆部直径过大阻碍介质的流通，优化后阀芯直径取56mm。优化前后的阀芯结构如图7，8所示。

图7 原阀芯结构图

图8 优化后阀芯结构图

  通过计算，得到优化后的阀芯扭矩和原扭矩的数值对比，如表2所示。

  表2 阀芯扭矩计算结果

  根据表2的数据，发现优化后的阀芯扭矩与原阀芯扭矩相比，在介质压力为23.8MPa情况下扭矩都减小了7.87%，明显降低了阀芯扭矩的大小。

  3.2 优化方案二

  通过分析阀杆与填料之间扭矩的计算公式，可以看出阀杆与填料之间扭矩的大小与填料的高度有关，现在通过减小填料的总高度来减小扭矩的大小。为了防止填料减少过多导致密封性能降低，因此在原来调料的基础上减少一组上下填料来降低填料的总高度hT，将级填料高度为59mm。优化前后的填料结构如图9，10所示。

图9 原填料结构图

图10 优化后原填料结构图