多腔体串联电流变阀的设计与特性

设计出一种多腔体串联结构的电流变阀,该阀设有若干个带有集散式轴流孔的平行电极,腔体高度和数量可调,从而可满足较大范围的调速要求。推导了电流变阀压差公式,明确了压差与场强、流量和腔体高度的关系。利用Fluent软件仿真分析了电流变阀的流体压力分布情况和流动情况。设计制作了电流变阀的系列样机,进行了验证试验和对比试验。结果表明：圆板式电流变阀腔体高度在1mm以下性能较好;串联结构能有效提高电流变阀对压差和流量的连续调节能力。     

高调节性控制阀结构设计与分析

针对某冶钢厂的流量控制需求，设计了一种特殊的控制阀调节特性曲线及阀内件流量控制结构，并利用有限元仿真技术模拟分析了不同开度下的流场，得到了控制阀相应开度的阀门流量系数值及调节特性曲线。通过4个开度实况下的体积流量与设计流量对比分析，验证了设计的准确性。结果表明，标准的等百分比和线性调节特性均不能满足用户的调节要求，而特殊设计的调节特性及阀内件结构可满足用户实际的控制需求，达到了设计目标，为具有高调节性的控制阀设计提供了参考。     

广义脉码调制控制阀流量压力特性的理论与试验研究

广义脉码调制(GPCM)控制阀是一种组合形式的阀,各基元通过液压集成块连接到一起。流体在液压集成块流道内的运动分布规律是研究液压阀流量控制的关键之一,它决定了GPCM控制阀流量控制的精确度。对GPCM控制阀内部的压力与流量之间的关系进行理论研究,并对它进行了流场的仿真研究,得到了阀节流口压力变化与基元流量之间的关系。研究结果有助于GPCM控制阀时使结构优化设计,使GPCM控制阀具有较好的流量控制精度。     

电流变技术在流体动力传输中的应用研究

介绍了一种电流变流体控制元件的结构和工作原理，并对其进行了实验研究。研究结果表明，负载流量的大小和方向可直接由电流变流体控制元件上所加电场的大小来控制，验证了电流变技术应用于流体动力传输的可行性，为设计和开发新一代电流变型流体动力元件提供实验依据。     

电流变阀及阀控系统的研究与分析

介绍了新型智能材料电流变流体(悬浮液型)在液力传输中的应用;运用电磁理论、流体动力学、Bing-ham plastic流体动力模型和静电极化理论,推导出电流变流体控制元件的控制方程,并根据电流变流体控制元件的设计准则,设计了平行平板和同心圆筒型两种电流变流体控制元件;运用现代控制理论和计算机仿真软件(Matlab)对电流变动力元件进行了静态分析,对电流变阀控液压系统进行研究分析。     

技术讲座(气动) 第五讲 流量控制阀

问:什么是流量控制阀?主要有哪些种类?答:流量控制阀是控制流体流量的阀的总称。在气动控制系统中常用的流量控制阀主要有节流阀、单向节流阀、排气节流阀和行程节流阀。(1)节流阀节流阀是通过改变节流截面积或节流长度以控制流量的阀。图1所示是一种节流阀结构,旋转调节杆即能改变阀口的开度,从而达到控制流量的目的。     

平板状单通道电流变阀的研究

分析了单通道平板电流变阀的机理,并给出了电流变阀的进出口压力差的理论公式;设计了小型平板状单通道电流阀的样机,并根据各种性能选用了合适的材料;通过有限元结构分析,证明了样机结构的合理性;对电流变阀在定流量下进行了压力差与输入电压的影响实验,给出了实验曲线。     

第二讲 气动控制元件(上)

在气动控制系统中,为了控制、调节气流压力的高低、流量的多少和流动方向,必须有控制元件(通常称为阀类),以保证气动执行机构(如气缸、气马达等)按规定的要求进行工作。控制阀按其作用可分为:压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。下面分别进行介绍:一、压力控制阀气动与液压的能源系统不同,液压是每台装置上一般都自带液压源(油     

一种深海原位激光修复用气体流量控制阀设计与分析

深海原位激光修复可以实现重大深海设施的原位增材修复，具有重要的战略意义与广阔的应用前景。在分析深海原位激光修复用送粉系统工作原理的基础上，设计了一种水深自适应气体流量控制阀。通过海水压力的反馈与弹簧压缩量的调整，实现节流模块阀口压差的稳定控制，保证气体流量稳定；通过可变开度的节流模块，实现气体流量的连续调节。首先，对水深自适应气体流量控制阀的结构及工作原理进行详细设计；接着，对流量控制阀的减压模块阀芯进行静力平衡建模，揭示气体压力调节机制。对节流模块的阀口流量进行建模，说明流量调控原理；最后，开展仿真分析，研究水深自适应气体流量控制阀在激光熔覆过程中气体流量控制的稳定性以及气体流量的调控效果。开展流量控制阀在海水环境压力小范围变化与大范围变化时，气体流量变化的仿真分析。研究结果表明，设计的流量控制阀可以实现流量的连续稳定控制，在深海原位激光修复用送粉系统中具有明显的应用前景。     

基于CFD的机械随动调节高度控制阀数值仿真

机械随动调节高度控制阀是列车悬挂控制装置的核心部件,其性能的好坏直接影响系统能否稳定工作。在设计过程中,采用CFD对其进行仿真计算,通过对其流场特性的分析,可以验证其流量特性是否满足系统需求。针对机械随动调节高度控制阀内部气体流动特性,建立了机械随动调节高度控制阀流场仿真模型,利用Fluent分析了机械随动调节高度控制阀阀口在不同开度下的流场特性,研究结果为机械随动调节高度控制阀流量性能指标试验提供理论支撑。     

基于电流变液换向阀的设计与仿真

该文阐述了电流变液作为工作介质应用于电流变液换向阀的工作原理,设计了一种ER桥式的电流变液换向阀数学模型,对电流变阀控制系统进行了理论分析,并进行了仿真。     

Development of a novel rotary flow control valve with an electronic actuator and a pressure compensator valve for a gas turbine engine fuel control system

This paper presents a new rotary proportional flow control valve with Cam-Nozzle configuration. The rotating cam against the fixed nozzle changes the flow area and then can meter the fuel flow. This valve equipped with a pressure compensator plunger type valve to retaining constant pressure difference across the flow control or metering valve. The cam shaft directly coupled to an electronic servomotor type rotary actuator and then it is possible to apply digital control techniques such as pulse width modulation (PWM) in this control system. This new valve configuration is developed for an electro hydro mechanical fuel control system in a gas turbine engine. In addition to aero engine application, this type of flow metering valve can widely be used in industrial hydraulic systems. In this unit, the output flow is proportional to the cam's angular position (or throttle command) and it is not sensitive to pressure fluctuations at nozzle inlet and outlet. The aim of this new design is to modify a manual single adjusted hydro-pneumatic fuel control unit to obtain a new electro-hydraulic fuel control system for a gas turbine engine. The main innovations in the presented fuel metering unit include new design of the rotary valve opening shape (Cam-Nozzle) without metal to metal contact, use of a rotary electronic actuating mechanism and also direct coupling between the actuator and the rotating cam. The increased fuel metering precision in the new flow control valve has improved the ultimate control accuracy of system. A computer simulation software based on the proposed model, is performed to predict the steady state and transient performance and to analyze effect of important design parameters on valve outlet fuel flow and obtain the final design parameters. The validity of the proposed valve configuration is assessed experimentally in the steady state and transient modes of operation. The results show good agreement between simulation and experimental in both modes (max. 4% deviation).     

动态压差控制阀流场及流量控制特性研究

针对变流量加热及冷却系统水力和热力失调的问题,设计一种动态压差控制阀.基于计算流体力学(CFD)方法,建立不同阀芯开度下动态压差控制阀三维流道模型.对比研究了不同阀芯开度下阀内流场分布以及流量变化,得出了动态压差控制阀在不同阀芯开度下阀内压降曲线的变化规律、阀芯节流口处速度曲线及湍动能曲线的分布规律,拟合了阀门出口流量...     

Influence of the flow area around the ball valve on the flow characteristics of the injector control valve

The increase in common rail pressure can lead to increased cavitation inside the injector, resulting in degradation of injector performance and reduced life. The paper investigates the effect of the pressure block structure parameters (initial flow area around the ball valve) on the velocity field, pressure field, fuel gas phase volume fraction and drain rate of the control valve. The relationship between the initial flow area around the ball valve on the cavitation strength and unloading rate inside the valve was revealed. The results show that both the reduction of the flow area around the ball valve and the increase of the cavitation intensity inhibit the rate of oil discharge from the control valve. The reduction of the fuel flow area inhibits the expansion of the low-pressure region (0–1 MPa) within the flow layer, thus limiting the development of cavitation. The reduction of the cavitation area increases the fuel flow rate, however, the increase in flow rate increases the cavitation phenomenon, and these changes form a cycle (Reviewer 5. comment 2). The increase in cavitation inhibits the control valve pressure relief rate more significantly than the decrease in the initial flow area around the ball valve. Based on this, a stepped-pressure block model is proposed. The stepped pressure block model can effectively reduce the cavitation strength near the seal and enhance the oil discharge rate of the control valve. The study can provide a reference for the engineering optimization design of high-pressure common rail injector control valves.     

A study on the control characteristics of ER valve-FHA system and durability test

In this paper, making the best use of the features of the electro-rheological (ER) valve, a two-port pressure control valve using ER fluids is proposed and manufactured. The ER-Valve characteristics are evaluated by changing the intensity of the electric field and the number of electrode. As only with electrical signal change to the ER-Valve in which ER fluid flowing, ER fluid flow is controlled, so development of simple ER-Valves have been tried. The ER-Valves and pressure drop check method are considered to be applied to the fluid power industry. Using the manufactured pressure control valve, a one-link manipulator with FHA (Flexible Hydraulic Actuator) is driven. As a result, it is experimentally confirmed that the pressure control valve using ER fluids is applicable to use in driving actuator. If it applies characteristics of the ER fluids, it will be able to apply in the control system for the ER Valve which occurs from industrial controller. After having durability test, shear stress increased regularly because of starch particles crushed by pump and particle size that was almost the same. Moreover, Ra of copper electrode increased about 1.56 times rather than before those of performing durability test, and Rz increased about 2.2 times.     

拉瓦尔式燃料流量调节阀流量特性分析

燃料供给的实时、精确调节是冲压发动机技术研究的重点,对提高发动机的效率、改善发动机的工作性能具有重要的意义。为实现冲压发动机气态燃料在高温下流量的精确调节,提出了一种新型的拉瓦尔式燃料流量调节阀,以对流入发动机燃烧室的高温气态燃料进行流量调节。首先,开发了一种用于燃料供应的高温流量调节阀,然后通过采用有限元分析方法,分析了流经主阀阀口的气态燃料速度及压力的分布,从而找出了流量变化规律。研究结果表明,采用拉瓦尔管状阀口的流量调节阀,在不改变阀芯位移量以及一定入口压力条件下,流经阀口的燃料流量保持不变,且与出口压力无关。     

基于PCM数字阀和针形阀的流量调节装置设计

随着风洞高压供气试验对流量调节的指标不断提高,模拟调节阀已无法完全满足试验需求,同时针对目前数字阀存在的不足,设计了一种基于PCM数字阀和针形阀相结合的流量调节装置。该装置先通过PCM数字阀提供基准流量,针形阀再进行微调,从而实现流量调节。介绍了PCM数字阀喷嘴结构的设计、喉道面积的分配和电磁阀的参数计算,以及针形阀流量特性的分析、阀体结构和电动作动筒的设计,提出了流量控制流程和基于非线性自整定的PID调节控制策略。结果表明:该装置的流量调节范围达到了0.1~8.1 kg/s,绝对控制精度优于±3 g/s,相对控制精度优于±0.04% FS,同时具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等特点,可为风洞高压供气试验提供有力支撑。     

一种新型高效率微阀的设计与实验研究

提出三肋式微型气动阀这一可用于流场主动控制领域的新型微阀,通过增大逆/正向气流的损失系数比来大幅提高效率。阐述了气动阀的设计原理,对其效率高的原因进行了解释;对三肋式气动阀的流场进行数值模拟以验证设计原理,并对三角阀、气动阀的流量与效率进行计算与分析。结果表明:三肋式气动阀的效率提高到三角阀的4倍。加工了3种微阀实验件,在不可压与可压两种状态下分别进行对比实验。结果表明:在不可压状态下,三角阀的效率为3%~4%,三肋式气动阀为17%~18%;在可压状态下,三角阀的效率接近2%,三肋式气动阀约为16%。     

乙醇汽油数字式比例流量控制阀的设计和控制策略

介绍了一种用于乙醇汽油随车调和的数字式比例流量控制阀,详细论述了阀的结构组成、工作原理和设计过程。该阀采用三角槽节流口实现流量控制,利用基于单片机的步进电机来驱动阀芯的移动,从而调控阀的两个节流口的通流面积,实现通流量比例调节,达到两种燃料按比例调和的精确控制。