高速透气阀压力阀流场分析及启闭特性研究

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1、第9期机械设计与制造2011年9月MachineryDesign&Manufacture75文章编号：1001—3997(2011)09—0075—03●先高速透气阀压力阀流场分析及启闭特性研究术进制造王存堂刘志勇胡红波技(江苏大学机械工程学院，镇江212013)术●Flowfieldanalysisandstudyontheopen＆shutcharacteristicofhighvelocitypressurevalveofairrelieftypeWANGCun-tang，LIUZhi—yong，HUHong—bo(SchoolofMechanicalEngineering，Jia

2、ngsuUniversity，Zhenjiang212013，China)⋯⋯●⋯圳⋯．，!州川⋯●⋯⋯’、．●～’～⋯’【摘要】建立了高速透气阀压力阀的出流流场模型，对其压力场及速度场的分布情况进行了分；析。通过对比阀门在半开和全开状态下的流场分布，得知：压力阀阀门在全开状态时阀内压力更小，气{体出流速度更高，为比较好的工作状态。-~-,]-~eT压力阀开启和关闭的具体过程，对于只有重力控制和重；力与磁力联合控制两种情况下压力阀的启闭特性分别进行了研究，分析了磁力对于透气阀的稳定开启和消除颤振所起的作用及阀门控制力的设定原则。分析结果可为高速透气阀的优化设计和应用研究提供借鉴。关键词：

3、高速透气阀；流场分析；磁力；启闭特性【Abstract】Anout：7owfieldodelofhighvelocitypressurevalveofairrelieftypeisbuilt，whichdis—tributionofpressurefieldandvelocit)，fieldwasanalyzed．Throughcomparingtheflowfielddistributionofvalvesinfull-openandopenstate，theconclusionobtained：full—openstateisabetterworkingstatewithitslow

4、erpressureandhigher0“OWspeed．Thentheconcreteopeningandclosingprocessisdis—cussed，inwhichtheopenandshutcharacteristicisinvestigatedintwosituations：valveiscontrolledonlybygrayit)"andcontrolledbygrayityandmagneticforcejointly．Afierwardstheroleofmagneticforceplayedinstabilizingopenandeliminatingoscil

5、lation珊wellastheprinciplefor．settingcontrolforceisana1)zed，；Mhichallalysisprovides，eferencP5foroptimoldesign伽opplicati。rPsearchofhighz，e1ocitya／rValeiKeywords：Highvelocityairvalves；Flowfieldanalysis；Magneticforce；Openandshutcharacter-istic●m¨w～㈨i、-l-、“、r¨●、舢0'¨●¨i、i～●i●●●¨j_j¨．，’，“¨i中图分类号：TH16，TU

6、972文献标识码：A1引言货油舱高速透气阀是控制式透气系统必须装备的压力／真空阀，用于石油、化学品、液化石油气、液化天然气运输船舶及超大型油船生产储油系统上的液货舱，可以释放货油舱内的油气压力、确保装卸和加载过程中舱内维持适当的压力。它的工作性能以及可靠性对保证油罐及储油的安全性至关重要I。为保证透气阀开启和关闭的稳定性，增加工作的可靠性，不仅要对透气阀的结构进行研究，还需要对其开启时的流场分布和阀芯的运动特性进行研究，从国内外的研究来看，这方面的研究鲜有见到。针对一种常用的高速透气阀，建立了其流场模型，分析了其开启和关闭的具体过程，总结了重力和磁力的分配原则，为透气阀的优化设计和性能评

7、估提供一定的理论依据。图1高速透气阀简化结构2高速透气阀透气阀的简化结构及工作Fig．1Structureofthehighvelocitypressure／vacuumreliefvalve1．真空阀2．导流器3．阀杆4．配重块5．磁力调节杆(与阀杆固结)原理6．永磁环(固定在导流体上)7导流体8．上阀体9．三通下阀体1O．阀座高速透气阀的简化结构，如图1所示。主要包括压力阀、真这种透气阀采用重力和磁力相结合的原理来稳定阀门的开启