直通单座调节阀阀芯形面优化设计

通过理论分析直通单座调节阀的流量与阀座处流通面积的关系,导出了流通面积和阀芯直径的近似计算式。通过改变阀芯在不同开度下的直径,优化阀芯外轮廓形面,使直通单座调节阀的设计流量特性与实际流量特性趋向一致,减小调节误差。     

先导式笼式调节阀的结构及所需执行机构驱动力的计算

本文介绍了一种先导式笼式调节阀的结构及工作原理,论述了其结构设计要点,提供了所需执行机构驱动力的计算公式,从而证明了先导式笼式调节阀在不需要加大执行机构驱动力,甚至是减小执行机构驱动力的情况下,都能满足介质压差较高且要求泄漏量小的工况场合。这种先导式笼式调节阀具有单独的压力平衡式先导阀芯和控制先导阀芯与阀塞上、下方向振动趋势的碟型弹簧,能实现双重密封。阀门关闭时形成背压力,且介质压差越大,背压力越大,阀门密封越严密,密封等级也就越高。     

汽轮机高压调节阀问题分析及处理

高压调节阀是调节汽轮机主蒸汽进汽量的机构,它能否正常工作,对汽轮机安全稳定运行起着至关重要的作用。现主要对某钢铁公司发电站汽轮机高压调节阀油动机现场行程测量连杆卡涩、油动机活塞抖动以及高压调节阀的输入值与反馈值偏差大等问题进行原因分析,并介绍了处理措施,处理后能确保汽轮机的正常安全运行及发电量不受影响。     

潜油电泵试验系统中出口高压调节阀的选型

针对潜油电泵试验系统中高压调节阀的选型问题,分析比较了潜油电泵试验系统中常用出口高压调节阀的三种类型,针式节流或截止阀、高压笼式(套筒)调节阀和迷宫通道式高压调节阀,以及使用效果。结合三种调节阀的优缺点,提出一种基于迷宫和套筒结构相结合的调节阀结构,这种改进后的调节阀在潜油泵试验过程中具有良好的适应性。具有该结构的调节阀有效改善多工况调节能力、降低了试验过程中的振动、噪声等问题。     

直通单座调节阀柱塞式阀芯型线设计方法

对调节阀的结构特性进行研究,推导出已知固有流量特性调节阀相对的缩流面积和涡流面积之比等于其相对流量系数。根据相似性原理,假设具有相同固有流量特性的不同规格调节阀其相对流通面积随相对开度的变化规律是相似的,并据此给出了一种柱塞式阀芯型线的解析设计方法。根据该方法所设计的阀芯型线的数值模拟流量特性与固有流量特性的偏差符合IEC 60534-2-4的规定,可见该设计方法减轻了调节阀阀芯型线设计过程中通过流量试验反复修正阀芯型线的工作量,具有一定的推广价值。     

多级笼式套筒减压阀的设计及阀口流量特性研究

我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组,所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性,但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象。因此需设置一联动的回水调节阀门,在给水调节阀开度较小的工况下,通过打开联动的回水阀提高回水量,降低给水泵机组以及再循环阀运行振动噪声。针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究,利用FLUENT流体计算仿真软件对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟,并通过试验对阀口的流量特性进行了验证。研究结果表明,多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能,可有效改善给水泵机组的运行工况。     

三轴可燃冰试验机X形密封圈密封性能分析

为研究三轴可燃冰试验机轴向加载杆用X形密封圈在工作时的密封性能,利用ABAQUS软件建立X形密封圈结构的二维轴对称模型,讨论了静密封中的介质压力、压缩量、摩擦系数以及特定试验工况下往复动密封对X形密封圈密封性能(应力)的影响。研究结果表明,在高介质压力下,加装挡圈可以明显改善密封圈应力集中现象;在各影响因素下,X形密封圈的接触应力均能满足密封要求,并且剪切应力均小于橡胶材料的剪切强度,不会造成X形密封圈的撕裂破坏;因为摩擦系数的增加使X形密封圈摩擦应力增加,容易造成X形密封圈的磨损失效,所以摩擦系数的选择不宜过大。在动密封分析中,X形密封圈满足密封要求,卸载过程中各应力值大于加载过程中的各应力值,使三轴可燃冰试验机可以在良好的密封状态下进行试验。     

可控吸气实时抑制叶顶密封气流激振的研究

利用叶顶吸气抑制密封气流激振,实现对密封气流激振的主动实时控制。开发了一套基于LABVIEW的可控闭环流量调节系统,可根据叶片振动幅值反馈调节喷射流量或吸气流量。在叶片两侧为光滑密封和蜂窝密封两种条件下,实验研究了闭环可控吸气对叶顶密封气流激振的控制。研究结果表明,吸气流量随叶片振动幅值变化而实时调节,叶片振动幅值被实时控制在工况设定的阀值内。光滑密封条件下,闭环可控吸气减振效果能达到30％,蜂窝密封条件下的减振效果可提高到40％,主动控制与被动控制结合的效果更佳。     

基于双线性插值法的比例方向阀死区补偿方法

为解决比例方向阀死区引起的流量非线性等问题,常常采用智能控制算法和死区补偿相结合的方法,这些方法往往都依赖于阀芯位移传感器和精确的比例方向阀模型,而对于无位移传感器的比例方向阀则无法应用,因此针对无位移传感器的比例方向阀,设计了能够不依赖位移传感器而进行死区补偿的双线性插值补偿策略。自研发的控制器采集压力传感器获取的进、出口压力值和输入电压值,进行双线性插值计算后输出校正后的电压值,以校正后的电压值代替输入电压值调节比例方向阀阀口开度以补偿死区,从而解决由死区引起的流量非线性等问题。试验结果表明,该死区补偿方法,可有效地减小无位移传感器比例方向阀的死区和滞环。     

数据与机理驱动的检定系统建模与参数辨识

正压音速喷嘴气体流量检定系统对气源压力稳定性要求高,滞止舱压力难以控制在设定值范围内,很难采用基于机理模型的动态特性分析。为了解决上述难题,提出了基于数据与机理驱动的正压气体流量检定系统建模与参数辨识方法。针对机理建模过程中出现的非线性动态参数,采用随机配置网络进行动态参数辨识,经过辨识后所得的滞止舱内压力及温度与实际数据的RMSE分别为1.26×10~4和2.64×10^-4。针对实际运行中调节阀死区或更换调节阀等工况,对模型进行了扰动实验分析。实际应用结果表明,该动态数学模型很好的反映了压力调节环节中压力的变化趋势,具有一定的实际应用价值。     

温等静压机工作缸L形密封结构优化设计

针对温等静压机在200 MPa高压、300℃高温的工作条件下难密封问题,设计由L形金属圈和O形橡胶圈组成的L形密封结构;利用ABAQUS建立L形组合密封结构模型,并利用ABAQUS对该模型进行装配,以及模拟温度及压力载荷等工况,建立密封结构热-力耦合模型,仿真分析得到L形密封结构应力应变分布规律。仿真结果表明:该L形密封结构在低压工况下由O形密封圈起密封作用,在高压工况下,由L形组合密封结构完成密封,因而能满足高温超高压密封要求。针对仿真分析中存在的最大应力值超过材料许用应力的问题,对L形组合密封结构进行优化设计。优化后L形密封结构在高负载工况下的最大应力小于工作缸和端盖的许用应力,接触压力值大于工作压力,能够实现良好密封。     

比例溢流阀闭环模拟加载仿真与实验研究

液压实验台中常用比例溢流阀作为模拟加载元件,背压模拟负载工况。针对开环加载存在稳态误差,易受流量干扰输入影响的特点,设计了压力闭环PID控制加载系统。通过将压力传感器测量的压力值与设定的目标压力值作比较,将两者差值输入PID控制器,使PID控制器输出适时改变,从而调整加载电压,改变励磁电流大小,调节比例溢流阀开口面积大小,使系统实际压力达到目标设定值。AMESim软件仿真与实验结果表明:压力闭环控制抗干扰能力强,可以消除稳态误差。     

核电厂合流型硼酸三通调节阀的流量特性研究北大核心CSCD

针对核电厂合流型硼酸三通调节阀出现的流量分配调节能力差、响应时间长、部分阀位调节性能失效等问题,分析了三通阀在不同阀位及不同工况下的流动特性,建立了数值仿真模型,绘制流量特性曲线和流量分配曲线,并通过流量试验数据进行验证。研究发现:阀中腔易产生低速涡旋,降低阀流通能力,该现象在中间开度影响更为明显;出口总流量较大时,阀芯受不平衡力矩,影响阀开启和关闭性能;出口总流量较小时,30%~80%之间的阀位调节性能较弱;三通阀两入口管路内压力不等导致一部分阀位失去调节功能,且在两入口管路内压力差一定的条件下,三通总流量越小,阀位失效范围越大。研究结果可为给该类阀门结构优化设计提供理论指导和依据。     

先导式纯水溢流阀仿真与试验研究

针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合性能试验台上进行先导式纯水溢流阀的静动态试验,并对仿真和试验结果进行对比分析.仿真与试验结果表明,液阻直径是先导式纯水溢流阀最主要的影响参数,而阀芯质量变化的影响则基本可以忽略;在小于20 L/min的小流量工况下的定压精度较低,而大于20 L/min的大流量工况下的定压精度较高;阀的动态响应试验表明,入口压力超调量小于30%,并且压力上升时间小于80 ms.     

工况因素对S密封结构强度与密封性能的影响

S密封是为满足石油天然气行业的高温、高压和复杂的流体介质工况而专门设计的一类特殊密封圈。为研究S密封的结构强度和密封性能,建立S密封圈二维轴对称模型,仿真研究其在安装工况和作业工况下压缩量、介质压力和温度载荷对密封面结构强度和密封性能的影响规律。结果表明:在安装工况时, S密封圈弹性体最大等效应力和最大剪切应力出现在密封圈内部中心位置,最大等效应力分布呈轴向对称;在作业工况时,最大等效应力和最大剪切应力在中间靠近间隙位置;随着外过盈量和介质压力增大,弹性体最大等效应力和内外接触应力均呈现增大趋势;温度增加时,最大等效应力和内外最大接触应力均增加,但最大等效应力增加趋势较小。研究结果为S密封圈的性能和强度优化研究提供理论支撑。     

密封锁紧螺母

液压系统或气动系统中有一些螺纹配合处需要密封。回油螺堵或紧固螺钉等低压部位或螺纹不贯通,可采用封严垫等常规方法密封。但对于高压部位,特别是贯通螺杆,例如液压泵、马达和阀等液压元件,常用螺杆进行压力或流量的调节或限位,螺杆与壳体螺纹孔之间不仅要密封,还要锁紧,以防运输和工作中螺杆松动,改变预调整值或产生泄漏。     

空载流量特性死区的颤振补偿

为对电液伺服阀死区非线性进行补偿,提出在阀芯位移信号上叠加一高频颤振信号从而减小甚至消除其死区的颤振补偿技术。阐述电液伺服阀死区颤振补偿原理。根据颤振补偿原理求解颤振补偿后的空载流量特性表达式,并对补偿后的空载流量特性的死区进行仿真分析,理论分析表明,随着颤振幅值的增加,死区变小,当颤振幅值的大于死区量时,死区完全消除。对补偿后的空载流量特性的线性度进行理论分析,分析表明,随着颤振幅值的增加,空载流量特性的线性度也提高了。搭建专门的试验平台对所设计的样阀进行试验研究,结果表明,采用颤振补偿技术,当颤振幅值为50%、100%、480%死区量时空载流量特性死区由3.8%分别降为2%、0.4%、0,并且空载流量特性的线性度也得到改善,由4.38%分别提高到4.25%、4.09%、3.56%,试验结果和理论分析是吻合的。为进一步提高空载流量特性的线性度,提出流量特性的线性规划,试验表明,规划后流量特性的线性度得到了明显的改善,并且流量线性规划不受系统压力的影响。     

跑道形卸油孔高压大流量安全阀设计及性能分析

高压大流量安全阀是煤矿液压支架的关键基础件,在遇到突然来压的工况时,能迅速把支架立柱下腔高压乳化液排出,因此安全阀的工作状态是一个瞬间的冲击过程。为了进一步提升高压大流量安全阀的卸载能力,结合以往设计经验,设计了一种跑道形卸油孔阀芯,并通过蓄能器 增压缸实验台来研究该安全阀的冲击压力安全性、公称流量启溢闭、小流量启溢闭、密封性能。     

基于正交试验的高压X形密封圈结构优化

基于正交试验法,利用ANSYS软件建立带挡圈X形密封圈的二维轴对称几何模型,分析沟槽结构、挡圈结构、安装状态和操作工况等参数对密封圈静密封性能和可靠性的影响;以最大Von Mises应力值最小为优化目标,对X形密封圈结构进行优化。结果表明:沟槽口和沟槽底的倒角尺寸过大或过小均会使密封圈产生应力集中;最大Von Mises应力随挡圈倒角尺寸和挡圈宽度的增大均先增大后减小,随着密封间隙的增大而快速增大;增大密封圈压缩率有利于提高主密封面上的接触压力,但会引起最大Von Mises应力增加;增大密封圈拉伸率有利于减小最大Von Mises应力,但X形圈安装变得困难;在高压(流体压力大于10 MPa)条件下,操作工况、安装状态参数和挡圈结构参数依次为影响密封圈密封性和可靠性的主要因素,是密封圈结构优化设计需重点研究的对象。     

Fisher调节阀在华南成品油管网使用状况

"华南成品油管网输油站使用的调节阀主要为Fisher调节阀,所用类型为:ET/EWT型直行程阀和V形球阀。汽蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因。华南成品油管网阀门主要故障形式有填料压盖渗油和阀门密封件损伤导致的内漏,调节阀多采用流关形式,并设有平衡孔,克服了流闭型阀杆直径小于阀芯直径时稳定性差的问题。"