笔者分析的V形调节球阀，其主要参数为：压差Δp=100kPa，可调比R=50，介质为水，结构如图1所示。V形球阀的阀芯是球冠，球冠底圆的边缘上开有一个V形切口(图2)。图2中的V形切口由一个圆角为r的圆弧和与圆弧相切的有一定角度的两端切线构成，t为球冠投影中心至V形切口顶点距离，V形切口的角度一般取60°。V形球阀是通过改变阀芯、阀芯的V形切缺口与阀体的流道构成的流通面积来调节设备和管道的介质流量，其不同开度下的流通面积由阀体通道、V形切口和球体球冠的组合面积构成。
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析
FESTO电磁阀按照规定，控制阀的相对流量系数与等百分比相对流量系数的误差必须小于10%。通过测试该阀的流量特性，测试结果见表1。
FESTO电磁阀原结构测试相对流量系数与等百分比相对流量系数对比 %
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析
由表1可以看出，其在不同开度下的相对流量系数均大于等百分比的相对流量系数;在相对开度10%～50%时，相对流量系数误差均大于10%，大误差达31.2%，因此，必须优化阀芯结构，确定流通面积与流量系数关系，减小调节误差。
2、流量特性计算分析
FESTO电磁阀的流量特性近似于等百分比流量特性，其数学表达式为：
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析(1)
式中 Kv———对应θv的流量系数;
3、流通面积确定、计算和阀芯的结构优化
3.1、流通面积的确定
V形球阀的节流原理近似于孔板节流原理，按照伯努力方程，得到V形球阀不可压缩流体的流量公式，即：
V形调节球阀阀芯结构与等百分比流量特性分析(2)
式中 Ar———调节阀相对开度下的流通面积，cm2;
Δp———调节阀的压差，Δp=100kPa;
Q———流体体积流量，m3/h;
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析 ，A为流道座面积，cm2;
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析 ，则球阀的不同开度下流通面积为：
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析(3)
由等百分比流量特性得到的球阀流通面积Ar为依据，确定阀芯的结构参数，则球阀的流量特性能够符合等百分比流量特性。
(3)FESTO电磁阀井砌筑。直埋全焊接球阀采用特殊的
结构设计，具有免维护的特点，埋地前在阀门外侧涂覆Pu特殊防腐涂层，同时将3根分别为阀座和阀杆紧急注脂的注入管，中腔放空管及阀杆根据煌地深度适当延长，以便工作人员在地面上就可以完成各项操作.实现直埋地后，砌筑小型阀门手井即可，如图4所示。而对于常规非全焊接球阀则不可以直接埋地，并需砌筑大型阀门井，结果却形成了危险的密闭空间，不利于安全运营。同时阀体本身及阀体与管道的螺栓连接部位电会受到腐蚀，影响阀门的使用寿命.
日常操作及维护
为了延长阀门寿命，平时应遵照以下程序对阀门进行操作和维护.
(一)操作:
FESTO电磁阀阀门经常操作既可以防止杂质在阀座或阀球表面聚集，也可以避免阀座内嵌体局部过度磨损.
(1)启闭时间要求。阀门开关过快会导致阀门扭曲负荷过大.而使阀杆受损；开关过慢会导致阀座表面较长时间受到介质冲刷而磨损.因此操作时间应当保持在一个合适范围内.根据经验，阀门的开关时间(秒数)控制的范围，下限可按阀门公称尺寸(英寸)的一半，上限可按阀门公称尺寸(英寸)5倍来估算.
(2)阀门处于投运状态叫，阀球应处于全开或全关，不得处于半开或半关位置，以免阀座损伤。
(二)日常维护:
FESTO电磁阀阀座腔是管线阀门容易被污染的区域.为了确保阀座运动自由，每年应清洗一次，井通过排污嘴定期检查阀门的密封性.辅气干线的阀门往往很少调节，每年少应开关一次并注入适量的润滑脂，防止球体和阀座胶合及阀球与阀座之间的子磨。
FESTO电磁阀直埋地全焊接球阀良好的技术特性使得整条输气管线挥然一体(全部焊接而成)，增强了管道(含阀门)的整体抗应力、抗地质灾害(如地质塌陷)的能力.减小了漏气的可能.阀门可靠性提高寿命延长，安装和维护也非常方便。
FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析
