膜片稳压溢流阀的设计计算

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1、2006年第4期阀门—5—文章编号:100225855(2006)0420005204膜片稳压溢流阀的设计计算刘宗仁,冯芸(西安重型机械研究所,陕西西安710032)摘要在对低压大流量的溢流阀建立平衡方程及确定设计基本原则的基础上,进行了阀的设计计算及性能分析。关键词溢流阀;压力;流量;计算中图分类号:TH134文献标识码:AThedesignandanalysisofdiaphragmoverflowvalveLIUZhong2ren,FENGYun(Xi′anHeavyMachineryResearchInstitute

2、,Xi′an710032,China)Abstract:Inthispaper,anewlow2presslarge2fluxover2flowvalveisintroduced.Theforcebalanceformulationandthebasicdesigningrulesofdiaphragmover2flowvalvearedeveloped,basedonwhichthecharacteristicsanalysisofthevalveisprocessed.Keywords:overflowvalve:pre

3、ssure;volumeofflow;propertycalculate1概述膜片稳压溢流阀性能见表1。以膜片稳压溢流膜片稳压溢流阀主要用于各种板材、线材和管阀的静态进行性能参数的测定及分析计算。材等各类轧制设备的稀油润滑系统中,用以保证稀油润滑系统的压力近于恒定及供油量稳定,并可对稀油站起到压力安全保护作用。该阀也可用于气动控制系统作为大通径的稳压阀使用。2结构特点及其工作原理膜片稳压溢流阀由主阀部件和压力调整机构两部分组成。阀瓣、阀套、阀座和阀体构成了主阀部件,膜片、弹簧和托盘组成了调整机构。压力油经入口进入阀体下腔,通

4、过阀瓣上的通孔进入阀瓣上腔,再经过阀杆上的环形孔进入膜盒作用在膜片的下端面并与膜片上端面的弹簧压力相平衡。通过调节弹簧预压力的大小来设定控制压力高低。当入口端压力升高,即作用在膜片下端的力大于弹簧力时,膜片和阀瓣通过阀杆带动同时向上运动,直到和弹簧力在新的位置达到平衡。随着阀的开启,阀11阀瓣21膜片31膜盒41阀杆51弹簧61调压螺钉图1膜片稳压溢流阀工作原理瓣和阀座间的开口面积增大,阀座压降减小,通过311临界开启压力节流口的流量相应增大。反之,当入口端压力降低由图1可知,作用在阀瓣上的力平衡方程为时,以上过程相反(图1

5、)。PKA=Ky0+PK(A1-A2)+G+Fb3性能作者简介:刘宗仁(1955-),男,高级工程师,主要从事液压、润滑、气动专业技术工作。—6—阀门2006年第4期Ky0+G+Fb令式(3)中的y0=0,解得阀瓣移动的最小PK=(1)A-(A1-A2)压力式中PK———临界开启压力,MPaG+Fb30+492Pmin==-3-4A———膜片的有效面积,mmA-E813×10-1178×10K———弹簧刚度(K=187991),N/m=010097MPay0———弹簧预压缩长度,mmPd=δPs=0105×0163=0103

6、15MPaG———阀瓣、膜片和弹簧等的质量,kg即Pmin=010097MPa

7、in2)。阀的过流面积A3为稳定精度δ≥95%yA3=πdmysinα1-sin2α(5)2dm312开启后压力因为y≤dm,则阀开启后由于液动力Fs的影响,此时阀瓣的A3=πdmysinα(6)力平衡方程为式中d0———阀门直径,mmPA=K(y0+y)+G+Fb+Fs+P(A1-A2)y———阀瓣位移量,mmKy+PK[A-(A1-A2)]P=(2)α———锥阀半角,(°)A-E-(A1-A2)2式中Fs———稳态液动力,NA3———阀座过流面积,mmFs=EPdm———阀座过流面平均直径,mmE———液动力系数E=CQ

8、πdmysin2αP———阀开启后的压力,MPa313膜片的有效面积阀门开启后,阀瓣上下端面积相等,即:A1=A2,设开启压力PK为额定工作压力0163MPa,则由式(1)解得膜片的有效面积为Ky0+G+FbA=(3)P代入具体数值得膜片的有效面积-32图2阀座结构A=813×10m膜片的