大流量高压空气减压阀选型与使用^

《大流量高压空气减压阀选型与使用^》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据2011年第6期液压与气动33大流量高压空气减压阀选型与使用向平，韩宗真，郑卉凌SelectionanduseofhighpressureandlargeflowairdecompressorXIANGPing，HANZong-zhen，ZHENGHui—ling(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430000)摘要：介绍了大流量的高压空气减压阀常用的结构形式和使用经验。提供了一种减压阀选型时的流量的估算方法，分析了大流量减压阔使用中温度降低问题，为大流量高压空气减压阀的工程应用提供了参考依据。关键词：高压；空气减压阀；流量计算；温度中图分类号

2、：THl37文献标识码：B文章编号：1000-4858(2011)06-0033-03引言工业高压空气系统中，经常需要选用大流量高压空气减压阀。但是无论是这类减压阀的选型，还是阀件的操作使用，可供参考的资料都不多见。1高压空气减压阀原理、常见结构国标GBl2244-89关于减压阀的定义是：通过启闭件的节流，将进口压力降至某一个需要的出口压力，并能在进口压力及流量变动时，利用本身介质能量保持出口压力基本不变的阀门。气体减压阀按其结构主要分为弹簧活塞式、弹簧膜片式、气腔控制活塞式和气腔控制膜片式。按阀节流口控制方式可分为直接作用式和先导式两大类。弹簧活塞

3、式和弹簧膜片式减压阀是直接作用式减压阀。其结构相对简单，体积也较小。由于弹簧加工的限制，这类气体减压阀的出口压力均受弹簧力的限制，达到一定压力后就难以再调压力，而且动静压差比较大。气腔控制式通过调整控制气腔内气体压力来调整出口压力，多属于先导式减压阀，控制气腔内气体压力的传递通过活塞或膜片来实现。气腔控制式优点是出口压力稳定，流量大，动静压差比较小。最大进口压力在20MPa以上，出口压力在0．2～4MPa左右的空气减压阀并不多见。其中，阀的质量流量达到0．6kg／s以上的大流量高压空气减压阀多采用带副阀的气腔控制膜片式结构。2大流量高压空气减压阀流量

4、估算在压力特性满足要求的前提下，减压阀的质量流量就成为减压阀选型中的一个重要指标。可以简单的将减压阀的进出口及活门简化为收缩喷管来分析其流量，假设减压阀的进口参数为(P。，％，风)，出13参数为(p，，正，p。)，系统管路的末端气体参数为(p：，咒，p：)则参考喷管的流量计算公式有，a)当P，>0．528P。时，减压阀质量流量随着出口压力增加而减少，q。=pvA=A(A为减压阀活门实际流通面积，y为气体绝热指数，空气取1．4，下同)b)当P，≤o．528p。时，气体在减压阀出口处的速度达到了临界声速c【3

5、。试验表明，对于某一选定的减压阀，其实际的质

6、量流量随着出13压强的增加而增大。这是因为质量流量9。=pl诅=cA盎嘞(小瞌(小d掣寺．po了5=d碲·了(2)经试验验证，按‰=p。vA=cA岛(2)(r取室收稿日期：2010-12-02作者简介：向平(1980一)。男，湖北公安人，工程师，硕士，主要研究方向：机械系统与装备。万方数据34液压与气动2011年第6期温)计算的质量流量与实际质量流量比较接近。高压空气减压阀使用工况多在P。≤O．528p。时，由此可见，决定减压阀的质量流量的两个关键参数是减压阀的实际通流面积和出口压力设置。公式(2)适用于减压阀出口管路较短，沿程损失较小或减压阀直接敞

7、口排空时的质量流量计算。当减压阀出I=1管路较长或出口管路中有较多弯头和截止阀时，减压阀的出口压强值从出口到管路末端下降明显，根据同一管路中，质量流量相同的原理，减压阀出I=I的流速达不到声速，也就是说，系统中减压阀的流量还受限于减压阀出口管路。其质量流量值n—D．qm≤pcA=P2cA管=cA而112≈cA管萨(3)“12“1室温且其他条件不变时，减压阀出1：7管路的沿程阻力越大，则减压阀在系统中的质量流量越小。这一规律经过了试验验证，也可以从flowmaster软件模型中得到验证，表1为某型减压阀质量流量试验记录表。表1某型减压阀质量流量试验记录

8、表出口管路DNl5的管路3m，DNl5的管路5m，DNl5的管情况DN32的管路20mDN32的管路2m路1m截止阀2个最大质量43ke／mia50ke／min85kg／min流量ke,／s图l中，用3．5MPa的恒压气源来代替减压阀的出口，管路代表减压阀出I=I管路，0．1MPa的气源代表系统出口，选用瞬态模式(Transient)来分析，表2为Flowmaster软件仿真质量流量结果记录表。图1Flowmaster流量仿真效果图表2Flowmaster软件仿真质量流量结果记录表管长管径质量流量管径质量流量管径质量流量(m)(mm)(kg／s)(m

9、m)(ks／s)(mm)(kg／s)l151．06202．1305．4310150．45200．93302．