試驗(yàn)臺(tái)調(diào)壓閥氣動(dòng)設(shè)計(jì)與性能分析
介紹了調(diào)壓閥調(diào)壓型面的計(jì)算方法、壓力調(diào)節(jié)性能曲線計(jì)算方法及閥芯定位精度分析,給出了調(diào)壓閥的實(shí)測(cè)結(jié)果,實(shí)測(cè)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)結(jié)果吻合良好。
1、概述
某試驗(yàn)臺(tái)采用環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥進(jìn)行總壓調(diào)節(jié),以實(shí)現(xiàn)氣流速度和流量的精確控制。環(huán)狀縫隙式調(diào)壓閥可獲得線性或近似線性的調(diào)節(jié)特性,且具有閥后氣流對(duì)稱性好、壓力調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn),適合試驗(yàn)臺(tái)調(diào)壓。
2、工作原理
試驗(yàn)臺(tái)(圖1) 使用壓縮空氣驅(qū)動(dòng),調(diào)壓閥用于控制穩(wěn)定室內(nèi)的氣流總壓。隨著氣源壓力降低,通過(guò)控制調(diào)壓閥的開(kāi)度,以保證穩(wěn)定室內(nèi)氣流壓力穩(wěn)定在某一運(yùn)行值,維持試驗(yàn)臺(tái)的正常運(yùn)行。
圖1 試驗(yàn)臺(tái)
目前常用的調(diào)壓閥有窗口型套筒閥、錐形調(diào)壓閥和環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥。由于環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥( 圖2)其可在主要工作狀態(tài)下獲得線性或近似線性的調(diào)節(jié)特性,且具有閥后氣流對(duì)稱性好,壓力調(diào)節(jié)范圍寬,閥芯移動(dòng)過(guò)程中阻力變化均勻,全開(kāi)狀態(tài)阻力小,以及調(diào)壓特性試驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)吻合良好等優(yōu)點(diǎn),用于試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行壓力控制。
圖2 環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥
3、設(shè)計(jì)條件
試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)氣管路內(nèi)徑φ300mm,穩(wěn)定室內(nèi)徑φ1500mm,調(diào)壓閥設(shè)計(jì)工況已知,閥前壓力0.8 ~2MPa,閥后壓力0.11 ~0.2MPa,流量范圍最大15kg/s,全開(kāi)/關(guān)時(shí)間≤5s,閥后壓力控制精度≤0.5%。
7、調(diào)試結(jié)果分析
圖6 給出了M=1.0 和0.6 時(shí),試驗(yàn)臺(tái)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)閥門前后總壓實(shí)測(cè)結(jié)果,從中可以看出,閥門調(diào)壓特性曲線實(shí)測(cè)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)曲線吻合良好,閥芯運(yùn)行區(qū)間主要集中在最大行程的30% ~70%之間。因此,真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)認(rèn)為理論設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)方法完全可以滿足工程應(yīng)用的需要。
圖6 閥門調(diào)壓特性理論與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
8、結(jié)語(yǔ)
從閥門已有的調(diào)試結(jié)果分析,閥門調(diào)壓工作區(qū)主要集中在閥門最優(yōu)的工作區(qū)域,閥門調(diào)壓特性理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好,說(shuō)明閥門各設(shè)計(jì)參數(shù)選擇合理,該環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥可滿足試驗(yàn)臺(tái)壓力調(diào)節(jié)要求。