液压滑阀阀芯结构对流场的影响

目的滑阀结构对阀流场有直接影响,为提高滑阀性能,对不同阀芯结构阀流场进行分析。方法采用U型、三角型和无节流槽3种阀芯结构,利用ADINA软件流固耦合模块,对3种阀芯的滑阀流场情况进行分析计算,研究阀流道内流体流速和压力分布情况。结果在进口处具有较高的流速,无节流槽阀芯在阀口处速度降低最大,U型节流槽阀芯在阀口处速度降低最小;U型节流槽阀芯在整个流道内压力变化较小,无节流槽阀芯在整个流道内压力变化最大。结论阀芯开设节流槽可以明显改善阀流道内流场分布情况,改善阀的性能,其中U型节流槽阀芯具有良好的性能。

V形调节球阀阀芯结构与等百分比流量特性分析

通过理论分析V形球阀的流量与阀座处流通面积的关系,导出了流通面积、阀芯V形切口和球冠半径的近似计算式。利用等百分比流量特性优化阀芯V形切口和球冠半径,使V形球阀的设计流量特性与等百分比流量特性趋于一致,减小了流量系数误差,并给出了一个优化设计实例。

阀芯结构对双流体喷雾粒子特性的影响

为了研究阀芯结构对双流体喷雾粒子特性的影响,提升喷雾效果,运用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对不同阀芯结构的双流体喷雾雾滴粒径、轴向速度以及雾滴数目进行了测试,并对测量结果进行了分析和讨论。结果表明:随着轴向距离的增大,雾滴索特平均直径(SMD)、算术平均直径(AMD)呈先增大后趋于平缓的趋势,轴向速度以及湍流脉动速度均呈减小趋势,雾滴数目呈先增大后减小的趋势;随着气液压力比的增大,SMD呈先增大后减小的趋势,而AMD、轴向速度以及雾滴数目均呈减小趋势;阀芯的喉口直径、出口直径的减小均有利于喷雾效果的提升,但同时导致速度稳定性变差;当喉口直径为1.5mm、出口直径为2.5mm时,与原始阀芯结构相比,雾滴数目和雾滴轴向速度分别增大了82.43%和22.31%,SMD和AMD分别减小了52.18%和21.47%,综合喷雾效果得到了大幅提升。

液压支架用大流量安全阀的阀芯结构改进及流场仿真分析

大流量安全阀的阀芯卸油孔的合理设计对其性能的影响比较大,阀芯卸油孔设计太大,会对出口处的密封圈产生非常大的冲击,减少阀的使用寿命;若阀芯卸油孔的面积设计小,流量达不到设计要求,当顶板突然来压时,安全阀不能快速卸荷,从而对立柱影响非常大。因此,对于传统的单排卸荷口,设计出了双排出油孔的阀芯结构,将两种阀芯流道模型在Fluent软件下仿真,由速度和压力云图可知双排卸油孔安全阀阀芯性能更好。

调节阀门阀芯结构对流量特性影响分析

针对某锥面调节阀,在充分分析阀芯几何结构的基础上,应用三维建模软件建立阀门内部流道模型,通过CFD进行离散求解,得到调节阀的流量特性曲线,与实验数据进行了比较分析。通过对锥面阀芯结构尺寸的改变,再对改进后的流道进行数值模拟,得出最优改进模型。

单线圈磁流变阀阀芯结构对压降特性的影响分析

根据磁流变液的可控流变特性设计了3种不同阀芯结构的单线圈磁流变阀,同时对单线圈磁流变阀的压降特性进行了理论分析。采用ANSYS有限元仿真软件对3种不同阀芯结构的磁流变阀进行了电磁场仿真分析,得出了磁流变阀磁力线分布、磁场强度分布以及液流通道处磁感应强度大小的变化规律。研究了阀芯倒角、输入电流大小和流量大小对系统压降的影响。结果表明:不同阀芯结构磁流变阀的总压降随着输入电流和流量大小的增加而增大,且无倒角的单线圈磁流变阀压降最大。为实际磁流变阀结构设计提供了参考。

不同阀芯结构下控制阀内部流场有限元分析

本文利用ANSYS软件对控制阀内部流场进行了研究,控制阀在相同开度、相同入口速度工况下,阀芯结构不同则阀芯右侧回流现象明显不同,回流现象会有局部能量损失且会增加噪声,因此在进行阀体设计时应考虑此因素。本文的分析为大型机械所用阀体的最终定型提供了可靠的依据,具有实践意义。

基于Fluent的不同阀芯结构球阀数值仿真分析

针对不同阀芯结构的球阀流量特性进行研究。利用Fluent对球阀进行数值模拟,计算得到小开度范围内不同阀芯结构的阀门前后压降及流量系数随开度的变化关系。随后基于各组件数学模型,在MATLAB/Simulink中建立流体回路模型进行仿真分析。仿真结果表明:小开度范围内,阀芯作开口处理后的球阀,阀后漩涡回流情况得到改善,球体阀芯采用圆形与三角形开口有利于使流量变化趋于线性。

基于阀芯结构优化的比例阀液动力补偿方法研究

在直动式比例阀阀芯的换向过程中,过大的液动力会导致阀芯的换向动作出现滞后甚至卡滞现象,针对这一问题,提出了一种基于阀芯结构优化的液动力补偿方法。首先,采用三维建模软件对直动式比例阀结构进行了三维建模;然后,采用理论推导与计算流体力学(CFD)仿真结合的方法,在阀的开口度和压差改变的情况下,分析了稳态液动力的变化规律;最后,依据液动力动量定理的理论表达式,提出了一种具有液动力补偿功能的阀芯结构,并分析了优化后的阀芯结构对比例阀液动力和流量特性的影响。研究结果表明:在高压、大流量的工作环境中,采用优化的阀芯结构可以更加明显地减小直动式比例阀阀芯所受的液动力;根据全流域液动力仿真结果可知,采用优化后的结构,液动力的最大补偿效果可达45%,可以有效地减小液动力对阀特性的影响,改善比例阀的动态响应性能。

一种新型电磁换向阀阀芯结构的设计

从阀芯组件结构方面,介绍一种体积小,结构简单,耐高压的电磁换向阀。该电磁换向阀已部分应用到几种自动化系统。实践证明其性能稳定,工作可靠。此阀芯组件结构已得到专利授权,专利号为:ZL 2008 2 01511679.7。

液控单向阀阀芯结构优化设计

为解决严酷环境中液压执行机构因两腔渗油引起的活塞杆位置偏移失控,针对某液控单向阀原阀芯结构的弊端进行了优化设计。通过采用非金属橡胶滚压成型和集成阀芯自平衡设计,优化设计出具有整体锥形软密封的高可靠液控单向阀,并进行了流道仿真分析和阀芯密封比压分析。试验结果表明,优化后的液控单向阀密封可靠、启闭顺畅,可确保伺服执行机构在任意位置都完全关闭。

单座调节阀流场分析及阀芯不平衡力特性研究

为了研究阀芯结构对单座调节阀性能特征的影响,以某蒸汽调节工况用的DN80单座调节阀作为研究对象,建立阀芯头部为凸面和平面的2种结构。在流体流向为低进高出的情况下,通过稳态流场仿真研究了阀芯头部结构对阀门的流量系数的影响,通过瞬态流场仿真研究了实际工况下阀门的流场瞬态特性和阀芯不平衡力特性。结果表明,阀芯头部是凸面还是平面对阀门的流量系数(C_(v))和流量特性曲线无影响;2种阀芯结构对阀门内部的流体流动特征影响不大;阀芯受到的压力脉动曲线趋势和压力脉动频谱的趋势与其头部是凸面还是平面无关,但头部为凸面的阀芯压力脉动峰值频率比平面阀芯的压力脉动峰值频率高2~4 Hz;在保证阀芯从阀门全关到全开设计行程的曲面坐标相同时,阀芯头部为凸面还是平面对调节阀的影响不大。研究结果可为用户选择何种阀芯结构提供参考,为阀门的振动特性分析提供支撑。

比例伺服阀低液动力阀芯导流结构优化设计

研究了比例伺服阀的阀芯结构对液动力的影响,提出了一种阀芯导流壁面优化设计方案。采用计算流体力学(CFD)的方法建立滑动网格模型,分别对阀芯传统导流结构和优化设计后的导流结构进行数值模拟分析,并验证了网格无关性。对阀芯所受稳态液动力进行数值求解,并分析了不同优化设计方案对阀口处流体流动状态的影响。结果表明,优化设计后的阀腔内部流场分布更均匀,流动状态更平稳;阀芯内流道导流结构会改变阀口处的介质流向,进而改变进出口流体水平方向上的动量差,以补偿部分液动力;与传统方案相比,液动力最大补偿效果可达60%,显著降低了阀芯所受液动力干扰,有利于提升比例伺服阀的静动态控制性能。

非全周开口滑阀阀控数字液压缸动态特性分析

现有阀控数字液压缸中集成的滑阀通常采用全周开口,其流量增益大、阀芯所受液动力大,严重影响数字液压缸的起动和切换时的动态响应特性。针对6种典型非全周开口滑阀结构,计算了各阀芯节流槽过流面积,确定了在过流面积相同的情况下,一级(U、V、K形)和二级(UU、UV、UK形)节流槽的结构参数;比较了不同结构形式的非全周开口滑阀的数字液压缸在阶跃信号下的响应和阶跃负载扰动的响应。仿真及实验结果表明:相较其他阀口形式,节流槽采用K形及UK形结构时,数字液压缸在阶跃输入信号下的响应较好;而相较于UK形节流槽,阀芯采用K形节流槽时,滑阀控制的数字液压缸的负载刚度更好,速度冲击更小,但活塞无杆腔建立工作压力较慢;阀芯采用UK形节流槽时,滑阀控制的数字液压缸的在相同负载干扰下响应速度更快。

阀芯卸荷结构对先导式活塞截止阀性能的影响

建立先导式活塞截止阀的数字样机,分析其工作原理,并借助计算流体力学仿真软件FLUENT对阀芯卸荷结构进行动态数值模拟仿真分析。结果表明:阀芯与阀盖内腔截面百分比为15%、卸荷槽与阀盖内腔高度百分比为50%、先导孔与阻尼腔截面百分比为7%、阻尼腔与阀芯截面百分比为30%时,先导杆开启形成负压最大;为先导式活塞截止阀以及其他阀门的结构设计及优化提供理论参考。

高可靠的金属-塑料阀芯密封结构设计

为满足火箭发动机在性能上的要求, 我所设计了一种耐高压的镶嵌非金 属的金属阀芯密封结构,这种结构 改进了传统的生产工艺,大大提高 了工作效率,降低了生产成本。

阀芯密封结构对O型密封圈稳定性的影响分析

建立先导式活塞截止阀的数字样机,分析其工作原理,并借助计算流体力学仿真软件FLUENT,进行数值模拟仿真分析阀芯密封结构对O型密封圈的稳定性影响。结果表明:通用O型密封圈轴向密封标准不适用本阀芯密封;本阀芯新型密封结构中凸台直径增加、凸台宽度增加、进口压力降低,均会引起O型密封圈稳定性增加;同时为先导式活塞截止阀以及其他阀门的阀芯密封结构设计及优化提供理论参考。

铝合金液压阀岛中溢流阀结构设计和静态特性计算

分析溢流阀在铝合金液压阀岛中的作用及其设计时须考虑的参数;根据铝合金液压阀岛的要求确定溢流阀为直动式,通过对直动式溢流阀工作原理的分析及其各种结构的性能比较,确定阀芯结构为锥形。计算了溢流阀的通径d、阀芯与阀套之间的间隙Δr和锥阀锥角α等主要几何尺寸以及在最高调定压力p1max下阀芯额定开口量x10、液压卡紧力FK和阀的弹簧刚度K1及预压缩量x0,为溢流阀的设计提供参考。

止回阀流动特性与阀芯优化设计

止回阀阀芯的优化设计可提高阀体的寿命与使用效果,通过对止回阀不同过流面结构的工作过程进行模拟和仿真,发现修改阀瓣与阀芯改变过流面结构,可以有效改善阀门处水体的整体流动特性。以阀体加工的工艺要求及仿真边界条件的约束为基础,对阀芯长度与阀瓣进行优化设计,得出一个能够降低涡流和射流现象、减少水流分层效果的新结构。后期的实验验证了优化后的结构具有较好的性能。

水基高速开关阀阀芯的设计及密封性能分析

水基高速开关阀在启闭过程中,阀芯锥颈处易于磨损导致其密封性能降低。采用工程陶瓷阀芯,设计电磁锥阀式阀芯结构,并应用Ansys软件对水基高速开关阀陶瓷阀芯的开启特性进行仿真分析。仿真结果表明:所设计的阀芯具有优异的密封性能,阀芯锥颈处虽有应力集中,但锥颈变形不大,阀芯表面变形也较小;阀芯锥部应力分布比较均匀,能起到缓冲减震作用,提高了摩擦副对偶件之间的耐磨性。