压电陶瓷驱动精密流量阀的设计与建模

设计了一种精密流量阀,采用压电陶瓷驱动流量阀阀芯并控制其位移.在流量阀的减压出口处安装了金属橡胶,以消除流体通过节流口后压力剧烈变化所产生的纹波现象.设计了流量阀的结构,通过分析流经阀芯节流口以及金属橡胶的流体流量特性,基于节流阀芯的力平衡方程,建立了压电陶瓷驱动精密流量阀的电压 流量理论模型.在流量阀出口安装微压力/流量传感器并与控制器组成闭环控制系统,使得该流量阀具有自适应精密减压阀的功能.将减压阀与流量阀串联组合,可以实现对流体的精密减压与流量控制.多个相同的串联组合阀并联后具有数字比例调节阀的功能,在一定范围内可以实现对出口压力、流量的连续调节与控制.将该精密流量阀作为先导控制阀并与流量阀组合,成为具有高频响特性的精密大流量伺服阀.     

悬沙采样器用开关阀的设计

悬沙采样器开关阀的基本作用是控制采样仓的进水和排气,它是采样性能起决定作用.在对现行开关阀分析的基础上,设计了一种新型电动旋转开关阀,它由阀体、阀盖、减速电机、陶瓷阀芯,密封胶垫以及控制电路等组成.试验表明,新型开关阀不仅满足悬沙采样器的功能要求,而且可靠性大大提高.     

压电直接驱动式伺服阀

介绍了一种利用压电陶瓷直接驱动的压电伺服阀,其机械结构简单、抗干扰能力强,具有高于传统电磁式伺服阀的频宽和分辨率。应用有限元法分析了柔性铰链的结构特性,对压电叠堆的静、动态特性进行了理论分析,并制造了压电直接驱动式伺服阀样机,进行了静、动态性能测试。测试结果表明:该压电伺服阀可以满足现代精密高速控制系统的需要。     

积时式悬沙采样器用开关阀阀芯

专利号：ZL200420105206．2 专利权人：西华大学 发明（设计）人：雷玉勇 本实用新型提供了一种积时式悬沙采样器用开关阀阀芯。包括心轴（4），装在心轴上的受动力传动机构带动的陶瓷动片（2），分别位于动片两边的套装在心轴上且固定在阀体、阀盖上的陶瓷静片（1、3），动片（2）上有过水孔（14）和通气孔（15），静片（1）上有过水孔（8）和通气孔（9、10），静片（3）上有过水孔（19、21）和通气孔（20），静片（1）的工作密封面上有分别与过水孔（8），通气孔（10）连通的腰形槽（11、12），静片（3）的工作密封面上有分别与过水孔（21）、通气孔（20）连通的腰形槽（22、23）。彻底解决金属圆柱转（滑）阀阀芯因泥沙粘结而经常卡死的问题，使用寿命长。     

悬臂梁微型阀特性研究

根据流体力学理论,建立了液体内悬臂梁阀片的动力学模型,给出了阀片基频的计算方法,分析了阀片结构参数、阀片与阀座间隙对液体内阀片基频的影响规律．结果表明,液体对悬臂梁阀的动态特性影响较大,随间隙的减小和阀片尺寸的增加,液体内阀片的基频大幅度降低．     

新型陶瓷球

美国新研制成功一种适用于杆式泵的新型陶瓷球。这种金黄色的 Z形二氧化锆陶瓷球可用于具有腐蚀性及磨蚀性环境中工作的杆泵。与早期的 Z形球系列(白色 )相比 ,这种新式阀球具有更高的抗断裂韧性和密度。它是用一种新型二氧化锆原材料 ( SF- Extra)重新配制的。这种新型二氧化锆粉末用有专利权的等离子弧工艺加工而成 ,其纯度为99.6 %。据称 ,这种球的硬度大约为 Rc85 ,而合金球的硬度仅为 Rc6 0 ,这使得陶瓷球用在具有磨蚀性、含沙量高的井中比合金球更具优势。通过 ASTM (美国材料试验学会 )沙石磨蚀试验证明 ,二氧化锆陶瓷材料的抗…     

基于CFD的液压锥阀内部流场的数值模拟分析

液压锥阀是流体传动与控制技术中重要的基础元件,锥阀内的流场特性直接影响阀的性能.按照实际使用中的插装型锥阀的参数,建立了锥阀的三维几何模型,利用CFD软件对流体在锥阀内的流动状态进行了仿真计算和可视化分析.在对锥阀内部流场的仿真过程中,使用了自适应网格技术,有助于提高解的精度.所得结果为阀的设计和性能优化提供一定的理论依据.     

缓闭式空气阀水锤防护效果研究（“研究生论坛”稿件）

为了研究缓闭式空气阀的水锤防护效果,在传统空气阀数学模型的基础上,根据缓闭式空气阀的工作原理,运用水锤理论和特征线方法,建立了缓闭式空气阀的数学模型,并给出了其求解方法。通过算例计算,比较了缓闭式空气阀与传统空气阀的防护效果差异,分析了影响缓闭式空气阀防护效果的各项因素,并给出了各项影响因素的最优值。计算结果表明,缓闭式空气阀能有效地防护负压、降低水锤正压,其防护效果与节流板位置变化的临界压力以及节流板孔口和空气阀孔口的面积比有关。研究成果为缓闭式空气阀的设计和运行管理等提供了科学依据。     

液压锥阀的气穴研究

本文分析和研究了液压锥阀阀口的气穴现象,主要对液压锥阀中产生气穴的状况、气穴与阀口形状的关系,以及锥阀中气穴产生的界限进行了研究分析。     

深海通海阀开启力仿真与试验

阀门的开启力是阀门强度设计的重要依据,同时也是阀门启闭控制系统设计的基础。针对先导式深海通海阀的开启力变化规律,分别运用仿真与试验的方法对所研究的深海通海阀在开关阀过程中阀杆受力的变化规律,以及有无先导孔条件下开阀力大小进行了研究,得到了相关规律及开阀过程中最大开阀力值。研究结果表明,先导孔在整个开阀过程中能减少开阀力,并且有先导孔结构开阀力变化更平稳。所得结论及试验方法对于该型先导式通海阀研究具有重要的参考意义。     

基于UG的芯套双动高速开关阀的仿真研究

运用UG软件对芯套双动阀进行了仿真研究,建立了芯套双动高速开关阀的模拟仿真模型,对阀进行了模拟仿真,并对影响阀性能的因素进行了研究。研究结果对高速开关阀的改进设计有一定的借鉴作用。     

冰阀式保压取样器中冰阀形成数值模拟与试验

保压取芯技术是天然气水合物调查研究必备的关键技术.为了克服现有保压取芯器在应用中保压成功率低的问题,提出了采用天然气水合物钻井液在原位生成冰阀代替机械阀门实现对水合物岩芯保压的冰阀式保压取芯器.采用设计的冰阀实验系统在实验室内对天然气水合物钻井液原位形成冰阀的过程与冰阀的密封承压能力进行了研究分析,并结合计算流体动力学技术对冰阀形成过程进行了仿真模拟.承压试验结果表明:冰阀的承压能力随冰阀长度的增长而增大;模拟结果与试验结果均表明随着冰阀长度的增长,冰阀形成所需时间也有所增长.因此,在满足地层保压取芯要求的前提下,应尽量采用较短的冰阀,以缩短冰阀式保压取芯器内冰阀的形成时间.     

往复式制冷压缩机阀片振动特性测量系统设计

分析了制冷压缩机阀片振动产生的机理.以某型号冰箱压缩机的进气阀片为研究对象,对压缩机阀片振动特性的测量方案进行了研究,建立了冰箱压缩机阀片振动特性测量系统,确定采用声激励方式实现阀片的振动激励,采用激光测振仪测量阀片振动响应,最后对压缩机阀片振动特性进行了初步测量分析.     

微水节能热风阀阀板的模拟分析

运用有限元法对微水节能热风阀阀板在稳态下的温度场进行了传热学分析,并用有限元软件ANSYS计算出了阀板在稳态工作状态下的温度场分布,阀门在完全开启状态时,阀板外圈温度最高,温差最大,易引起阀板外圈变形;阀门在关闭状态时,阀板与耐火材料交界处的最高温度为205℃左右,并且阀板芯温度随着耐火材料的热导率的增大而升高.     

P-Q复合阀调压静特性分析

2D数字式P-Q复合阀采用在同一个阀芯内,应用阀口的三通功能实现压力和流量控制。该阀的压力控制方法较传统的P-Q复合阀有较大的区别,即应用两个阀口构成串联阻力半桥来实现调压。同时对不同形状的调压阀口如何影响压力控制进行了分析比较,对压力线性输出的调压阀口形状方程进行了求解,得到压力线性输出的阀口形状,为P-Q复合阀和其它阀的设计提供一定的帮助。     

一级和二级液压锥型阀动态性能模拟研究

锥型阀作为一种重要的液压控制元件,在液压系统中起着关键的作用。为了研究其动态性能,选取了一级和二级锥型阀作为研究对象,介绍了其工作原理和阀芯结构,建立了动态特性的数学模型,并借助AMEsim软件对锥型阀进行了模拟仿真,重点对比分析了关键因素对两种不同结构锥型阀的影响。研究结果表明:一级和二级锥型阀在开启瞬时的响应速度和稳定性以及从动态向稳态过渡的过程两者皆有较大差异,且二级锥型阀明显优于一级锥型阀。同时关键参数对两种结构锥型阀的影响程度也各不相同。     

自然循环瓣阀开启行为的分流域耦合仿真方法

为了探讨主泵失效事故初期自然循环瓣阀开启过程中反应堆堆芯及堆水池的流场变化及自然循环瓣阀不同的结构参数对堆芯内部冷却剂导出的影响,本文以自然循环瓣阀结构为核心建立了反应堆三维数值模型。采用重叠网格方法对自然循环瓣阀的开启行为进行仿真分析,获得了不同安装高度的自然循环瓣阀开启过程的速度场、自然循环瓣阀流道和堆芯进出口的流量变化。从定性和定量的角度分析验证了自然循环瓣阀的可靠性,为自然循环瓣阀的最优化设计提供了参考。     

应用于数字变量马达的高速开关阀

为了研制满足数字变量马达需要的"高频响、大流量,低开阀压差,低节流损耗"高速开关阀,设计一种新型的二位三通滑阀结构的高速开关阀,采用阀套运动的结构来减小液动力有效的提升阀的开关速度,采用中位死区的结构来实现预降压和预升压以减小开阀压差.通过建立阀套的运动模型和流场动态仿真验证了该阀的快速开关性能及通流能力;同时建立单柱塞配流单元的柱塞腔压力动态模型,验证了低开阀压差的可行性,并确定最佳的中位死区长度;分析不同转速下在不同位置关阀的节流损耗及开阀压差,得到在某一转速下使节流损耗及开阀压差均很小的最佳关阀角度.理论和仿真研究表明,这种新型的二位三通高速开关阀能够满足数字变量马达对高速开关阀的需求.     

微水节能热风阀阀板的热应力分析

运用有限元法对热风阀阀板的热应力场进行了分析,分别计算了阀板在完全开启状态和关闭状态下阀板的热应力分布.结果表明,热应力出现在阀板的外水环,最大热应力值为207 MPa,此应力值小于材料的屈服极限,说明热疲劳是引起裂纹的重要原因之一,这与实际的失效形式相符,为热风阀的应用提供了理论基础.     

旋压机伺服阀阀套加工工艺与阀的性能和可靠性的关系

本文研究了旋压机伺服阀阀套矩形窗口的加工工艺,分析了伺服阀的性能和工作的可靠性。