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.     

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。     

悬沙矿物组分对盐度测量的影响

选用石英砂、高岭土及两者的混合物模拟悬沙矿物,利用温盐深剖面仪CTD75M测定不同初始盐度和悬沙浓度下的水体盐度. 试验结果表明,测量盐度随初始盐度的减小、悬沙浓度的增大以及矿物组分密度的减小而减小. 运用有效介质渗透模型和Maxwell电导率模型分析含沙盐水的电导率;试验数据与电导率理论公式拟合良好,显示悬沙所占体积是影响相对电导率的主要因素. 对已有文献的试验数据进行分析,结果表明：基于悬沙浓度的经验盐度修正公式在悬沙密度不同的沿海海域并不适用,具有区域局限性. 为此提出基于悬沙体积分数的理论盐度修正公式,提高公式的适用范围.     

一种新型大流量数字阀

大流量开关阀一般采用多级先导结构,体积、质量较大,且先导流量和零位泄漏较大,为此提出了基于二维螺旋伺服结构的一体化大流量开关阀.该大流量数字开关阀利用螺旋伺服结构通过液压力将阀芯的旋转运动转换为阀芯的轴向运动,实现二级液压功率放大,无需另外配置先导阀.在分析大流量数字开关阀工作原理的基础上,利用流体动力学理论建立其数学模型;在MATLAB平台上采用龙格库塔数值算法编制仿真程序,进行理论分析;最后建立实验平台对理论分析结果进行验证.理论和实验结果表明:新型大流量数字开关阀具有良好的流量特性和良好的动态特性,阀芯位移2.7mm的时间约17ms.工作压力为3MPa、阀芯位移为0.25mm时,流量达到123.3L/min;工作压力为7 MPa、阀芯位移为0.2mm时,流量达到106.9L/min.     

气动高速开关阀动态压力特性仿真与试验研究

为解决传统方法存在的高速开关阀动态特性获取困难及实用物理意义不明确等问题,提出了以控制腔压力转折点为标志,以开关压力传递延迟时间与充放气过程压力建立时间来描述高速开关阀的动态压力特性.基于高速开关阀的电磁、机械、气体传动3个组成模块建立了数学模型,通过Matlab仿真对阀控压力腔容积大小、阀芯横截面积等影响高速开关阀动态压力特性的因素进行了分析,并研制了一高速开关阀动态压力性能测试平台以验证数学模型的正确性.试验与仿真结果吻合,表明所建立的模型和测试系统是有效的.当管路长径比为10~15时,阀控腔动态压力特性可以较好地反映阀芯开启与关闭延迟时间.     

水文缆道采样器无线遥控的实现

为解决水文缆道系统水文采样自动化程度不高,采样时间长等问题,提出了使用单片机为核心,利用缆道来传递信息,采用数字脉冲调制编码的电流场通信技术.采用这种技术实现了水文缆道采样器与岸上控制装置之间的无线双向通信,解决了多仓采样器的无线控制问题,并可对采样仓的动作进行有效的监控.     

装载机工作装置数字电液比例控制系统仿真

采用了数字高速开关阀为先导阀构成数字电液比例多路换向阀,实现对装载机工作装置的数字化电液比例控制.提出了数字电液比例系统的数学模型及控制规律,然后用M atlab仿真软件中的S imu link对高速开关阀进行动态特性仿真,证明通过改变它的占空比可以控制多路阀的流量,从而达到控制工作部件的运动速度.     

柔性直流变压器有载分接开关控制策略

目前,针对柔性直流输电系统在交流电网电压波动时的稳定运行问题,一般采用通过调节有载分接开关保证变压器阀侧空载电压的恒定,但这种方法没有充分发挥有载分接开关的作用,导致正常运行时换流器损耗偏高。为此,提出一种有效降低换流器损耗的新型有载分接开关调节策略。首先,考虑柔性直流输电系统的运行特性,分析所提有载分接开关调节策略的原理,即以最大调制比限制和阀侧最高持续运行电压限制两方面综合确定变压器阀侧空载电压的上限值,再根据网侧电压的实际情况计算分接开关档位。其次,针对具体算例,分析不同交流电压下系统无功功率的要求,根据所提策略计算得到各种实际工况的分接开关档位需求,并且计算对比新型调节策略与传统策略在多种系统传输功率下的换流器损耗,数据显示新型调节策略可有效降低换流器损耗。最后,搭建典型海上风电柔性直流输电系统的PSCAD仿真模型,针对交流电压波动和变压器运行台数变化2种关键工况验证所提新型分接开关调节策略的稳定性和有效性。     

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。     

水压直驱式高速开关阀动态特性

针对水压机器人关键控制元件,提出了一种音圈电机直接驱动式水压高速开关阀,并对其结构工作原理进行了介绍,运用AMESim仿真软件建立了水压高速开关阀数学模型,利用AMESim批处理方法分析了阀芯直径、阀孔直径和阀芯半锥角等关键结构单参数对高速开关阀动态性能的影响,并基于遗传算法对开关阀的动态特性进行了多参数影响变化研究,最终确定了开关阀的最优结构参数,为其动态性能的提高提供了理论依据.最后在仿真模拟的基础上研制了水压高速开关阀样机,并对其进行了动态性能试验研究,其开启响应时间为7 ms,关闭响应时间为9 ms,通过理论和试验的对比分析,验证了所研制的水压高速开关阀动态性能满足预期技术要求.     

深海液压阀控热液采样器的研究

为了提高深海热液采样器的可靠性，提出了一种液压阀控式新型热液采样器的结构原理.热液采样器的流体控制单元采用了耐高温高压的海水液压电磁阀.从密封与润滑形式、气蚀抑制措施及材料选择方面介绍了研制深海液压阀的关键技术，进行了深海电磁铁的结构设计、深海电磁阀的结构设计，并就液压阀控式热液采样器的工作原理加以具体阐述.结果表明，相比步进电机驱动的热液采样器，液压阀控的热液采样器具有结构简单可靠性高的优点.热液采样器及其深海电磁阀可以满足深海热液口科学调查的要求.     

基于气动调节阀的一体化智能测控装置与应用

针对工业领域中对温度、压力、流量等物理量进行精确稳定控制的问题,探讨了一种基于气动调节阀的一体化智能测控装置。装置集气动阀门定位器、被控物理量传感器及调节器等于一体,主要采用参数自整定模糊PID控制算法。在对该装置的工作原理作了简要说明后,以气体压力控制为例分析了控制对象的数学模型以及控制器的设计方法,通过仿真验证了装置的可行性,最后简单介绍了一体化装置的技术实现方案。     

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。     

基于HMI和PLC对水厂供水阀门控制系统

针对自来水厂管网供水阀门的控制问题,给出了一种基于人机界面(HMI)和PLC的简易控制方法。在不需要对阀门加装伺服机构和改换阀门的情况下,采用普通单向交流异步电机作为动力,利用光电开关设计了一套阀门旋转圈数的检测机构,实现了对阀门的远程控制。具有成本低廉和可靠性高的特点,对水厂中经常调节的阀门有较高的推广应用价值。     

平衡阀动态性能研究及改进措施

本文详细研究了平衡阀控制活塞的结构形式和主要结构参数对系统动态性能的影响。认为采用差动形式的控制活塞,有意识地增大有杆腔容积,并选择适当的液阻,可使阀在系统中起到前向通道串联动态校正器的作用,有利于提高系统的动态性能。文中还强调平衡阀的节流口宜采用线性小增益形式,以利于降低系统开环增益,提高稳定性。     

智能型电控阀机电一体化设计

本文提出了一种多功能的新型电控阀，并详细探讨了机械结构和控制原理。     

增量式数字阀控缸位置控制系统动态性能分析及实验研究

液压伺服控制系统具有功重比大、精度高和响应快等优点,在工业、农业、轻纺织业和交通运输中应用广泛。液压伺服控制系统多采用伺服阀和比例阀作为控制元件,但伺服阀和比例阀的结构复杂,造价高,对油液质量和清洁度要求高。而增量式数字阀具有结构简单、成本低、抗污染能力强且维护方便等优势,在液压伺服控制系统中具有较好的应用前景。本文以增量式数字阀控缸位置控制系统为研究对象,首先,对增量式数字阀的结构和工作原理进行分析,建立其位置控制系统数学模型,并基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了其位置控制系统仿真模型;然后,利用仿真分析典型输入信号和不同结构参数下增量式数字阀控缸位置控制系统的动态性能;最后,搭建增量式数字阀控缸位置控制系统实验平台,测试了典型输入信号和不同结构参数下的动态性能。通过仿真与实验相结合,验证了增量式数字阀原理的可行性,分析了增量式数字阀控缸位置控制系统的动态响应能力,并对影响其动态响应能力的因素进行分析,为增量式数字阀的后续结构改进和动态性能优化提供了理论和实验基础。.     

2D数字压力阀

2D数字压力阀是采用阀芯的双运动自由度设计的导控型压力阀。该阀由阻尼管型的液压桥路和旋转自由度构成阀的导控级 ,控制着一个阀腔的压力 ,该压力与反馈到另一个阀腔的压力进行比较 ,所产生的不平衡力驱动阀芯线性运动从而改变阀口的大小 ,使的阀的出口压力与液压桥路的输出压力保持定值比例关系 ,并且不随阀口输出流量的变化而变化。阀芯的旋转运动由数字接口驱动 ,该数字接口由执行元件——步进电动机及数字阀控制器组成。控制器的核心部分为跟踪算法 ,该算法可以使步进电动机的输出角位移连续可控 ,这样可以同时保证阀的响应速度和控制精度     

提高C型煤气表密封性能的设计方案

为进一步改善C型煤气表中滑阀座和滑阀盖的密合性,文章设计了一套以西门子S7-200可编程控制器(PLC)CPU224为核心的电气控制系统,实现对步进电机、电磁阀的自动控制,当两部件达到一定接触压力时,步进电机带动滑阀盖按一定速度转动,通过增强滑阀座和滑阀盖的密闭性减少其泄漏量。该设计方案实现了改善C型煤气表的密封性能,从而达到提高产品质量的目的。     

液压高速开关阀位置控制系统在泵／马达上的应用研究

为了获得价格低、响应快的变量马达，研究了一种应用高速开关问位置控制系统的新型的泵／马达变量机构。该变量机构实际是一个在传统的泵／马达变量机构的基础上加以简单的高速开关问而构成的位置控制系统，通过对该变量机构的仿真分析和实验测试，结果表明该变量机构具有变量准确、响应速度快、能够过零点操作以及结构简单的特点，可适用于各种需要进行精确变量的工业用液压泵／马达上。