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新疆时时彩走势双彩网:超高压气动减压阀是怎么工作的?

来源:上海玄工阀门制造  2017-01-18 14:01:15

新疆时时彩官方开奖号码 www.qlx3.com   超高压气动减压阀是怎么工作的?

 

  1、超高压气动减压阀介绍

 

  超高压气动新疆时时彩官方开奖号码是气动刹车系统的重要元件。因为气体粘度小,容易泄漏,而且系统工作压力高,阀的输入压力为11~13MPa,最高输出压力为7MPa,所以,阀的密封性和耐久性成为突出的问题。这里介绍的超高压气动减压阀突破了传统结构[1],且对重要零、组件进行了优化设计,使得阀在高压情况下无泄漏,其它性能也都满足了使用要求。

 

  2、工作原理

 

  超高压气动减压阀的工作原理如图1所示。当压头无外力作用时,气源来的气体由输入口进入阀体下部气室,进气阀门在气压和复位弹簧的作用下与进气阀门座压紧,阀输出口无气体输出。当压头受外力F作用时,压头下移,通过平衡弹簧压缩复位弹簧1,将排气阀门压下与排气阀门座接触,使输出口与大气隔离,压头继续下移,顶开进气阀门,压缩空气由进气阀门控制的通道进入阀后面的执行元件气缸。随着气缸压力的增加,进气阀门的开度逐渐减小,直到输出口压力p2与压头上的作用力相平衡时进气阀门关闭。当外力消除后,进气阀门在气压和复位弹簧2的力作用下,向上移动关闭。与此同时,压头与排气阀门在复位弹簧1的力及排气压力的作用下复位,排气口开启,原输出的气体由排气阀门经消声器排入大气。

 

  现在再来研究排气阀门处于某一平衡位置时的状态。忽略压头、排气阀门等的重力和摩擦力,排气阀门受力平衡方程为:

 

  F=p1A1+p2(A2-A1)+Fs+Ff(1)

 

  式中:Fs――两个复位弹簧的弹力之和;

  Ff――密封圈的摩擦力;

  A1、A2――分别为进、排气阀门的有效受压面积,

  A1=π(d12-d012)/4,

  A2=π(d22-d022)/4;

  d――排气阀门座直径;

  d01――顶杆下段直径;

  d02――顶杆上段直径。

 

  由式(1)知,阀的输出压力p2与压头上的作用力F成比例。

超高压气动减压阀是怎么工作的?

  3、设计和计算

 

  设计超高压气动减压阀一般是先根据给定的设计参数和工作条件,选择阀的结构型式,然后进行结构参数的选择和计算。

 

  通常给定的参数有:气源压力、阀最大输出压力、通气能力、最大操纵力和行程等。设计和计算的内容有:选择的结构型式,据通气能力和工作压力确定阀的结构尺寸,据行程和操纵力设计平衡弹簧等。

 

  阀的结构设计重点在于进气阀门、排气阀门和活门座的密封结构,因为气体粘度小,且工作压力高,容易泄漏。阀的结构见图1。

 

 ?。?)通气能力计算

 

  阀的通气能力是指在给定的气源压力、阀输出压力、执行元件气缸及阀后管道的容积的情况下,阀的充气、排气时间。

 

  通气能力取决于进气通道和排气通道的面积。阀在充气和排气过程中时间很短,我们忽略热交换的影响,即绝热充气和绝热排气。另外,根据阀的工作压力,阀是以音速充气和音速排气。因此阀的进气通道有效面积Aa按下式计算[2]:

 

  式中:V――充气总容积;

  K――比热比,绝热充气时,K=1.4;

  T――空气的温度,标准空气的温度T=293.15K;

  t1――充气时间;

  R――气体常数,R=287.1N*m/kg/K;

  p1――阀输入口压力;

  p2――阀输出口压力;

  p20――气缸内在充气开始前的压力。

 

  ∵A1=Aa

  ∴根据结构(见图1和图2),进气孔直径

 

  按等面积原理,进气阀门与阀门座的轴向距离(开度)   hc≥(d12-d012)/(4d1)(4)

 

  放气通道有效面积按下式计算

  式中:t2――排气时间;

  p20――气缸内排气初始压力;

  pa――外界压力。

  其它符号意义同式(3)。

 

  放气孔直径(见图1和图2)

 

  放气阀门与阀门座的轴向距离(开度)   h2≥(d22-d022)/(4d)(7)

 

 ?。?)排气阀座直径的计算

 

  由阀的工作原理知道,排气阀门座直径d的大小直接影响阀的调压精度。若其直径大,则阀的调压精度高;反之,则阀的调压精度低。但是,排气阀门座直径又受到操纵力的限制。排气阀门座直径(见图3(b))可由式(1)得到

 

  式中:Fmax――给定的最大操纵力。

 

  在满足操纵力值的前提下,排气阀门座直径尽可能取大值。

 

 ?。?)进、排气阀门的设计

 

  进、排气阀门的设计主要包括结构型式、材料的选取和几何尺寸的确定。阀门结构采用金属包胶阀门(所谓金属包胶阀门就是将橡胶直接硫化在金属骨架上)。它利用了橡胶材料弹性高和密封比压低的优点,使阀门在工作过程中具有良好的补偿功能;另外利用了金属材料的强度和刚度。阀门加工制造工艺性好,制造成本低廉。

 

  橡胶材料的选择主要根据其机械性能和阀的工作温度。

 

  硫化橡胶的厚度根据阀门座型面高度h选取,橡胶压缩量在(20~25)%为宜。

 

  进、排气阀门的金属骨架宜用黄铜,因其与橡胶的结合性能好。

 

 ?。?)进、排气阀门座型面的设计

 

  阀门座型面与阀门的橡胶面直接接触,在工作过程中使胶面变形,起密封作用,而且对阀的寿命影响很大。阀门座型面结构如图2所示(其中:图2(a)为进气阀门座,图2(b)为排气阀门座)。图中高度h范围内为阀门座型面,R为密封面。R值小,阀的灵敏度高;R值大,阀的寿命长。经优化设计,R在 0.3~0.5范围内取值较好。阀门座型面的粗糙度同样也影响阀的密封性和寿命,粗糙度Ra应不大于0.4μm

 

  图2中b为支承面。它是用来限制胶面过度变形,起?;そ好娴淖饔?。

 

 ?。?)平衡弹簧的设计

 

  根据阀的性能分析,平衡弹簧与排气阀门座直径一样,直接影响阀的调压精度。减压弹簧的刚度越小,阀的调压精度越好。但是刚度太小,弹簧行程过长。它受到给定行程的限制,应根据给定的参数设计弹簧刚度:

 

  k=Fmax/(h1+h2)(9)

 

  有了弹簧刚度、弹力和行程,便可进行弹簧的设计了。两个复位弹簧的刚度可设计成相同,而且,其刚度小于平衡弹簧的刚度。

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