Dynamic Performance Research on Reversing Valve of Hydraulic Breaker

The structure and operational principle on a new type reversing valve of hydraulic breaker are introduced. The nonlinear mathematic model and simulation model of the new type reversing valve are built. The dynamic simulation research of the new type reversing valve is conducted. The effects of the system parameters on the working performance are researched systematically and deeply. The regular understanding on the motion of the reversing valve is obtained, which provides theoretical basis for the innovation and manufacturing of a new generation of hydraulic breaker reversing valve.

Magnetoresistive behavior and magnetization reversal of NiFe/Cu/CoFe/IrMn spin valve GMRs in nanoscale

The magnetoresistance behavior and the magnetization reversal mode of NiFe/Cu/CoFe/IrMn spin valve giant magnetoresistance （SV-GMR） in nanoscale were investigated experimentally and theoretically by nanosized magnetic simulation methods. Based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, a model with a special gridding was proposed to calculate the giant magnetoresistance ratio （MR） and investigate the magnetization reversal mode. The relationship between MR and the external magnetic field was obtained and analyzed. Studies into the variation of the magnetization distribution reveal that the magnetization reversal mode, that is, the jump variation mode for NiFe/Cu/CoFe/IrMn, depends greatly on the antiferromagnetic coupling behavior between the pinned layer and the antiferromagnetic layer. It is also found that the switching field is almost linear with the exchange coefficient.

全自动气控座椅加载试验机的设计

根据目前中小企业对座椅载荷进行疲劳试验与检测的实际需求以及目前试验机的发展情况,发现了市面常见的座椅载荷试验机存在前期投资大、机构复杂及维护保养需求高等问题,在中小型座椅生产企业中推广和使用受限。基于此,从中小企业实际需求出发,本着结构简单、投资经济、便于使用的原则,提出一种全自动气控座椅载荷疲劳试验机,设计控制机构完全采用压缩空气作为驱动源,其来源方便、环保节能。在对当前座椅加载试验机特点及需求研读与分析的基础上,提出了全自动气控加载试验机的总体设计思路;根据对座椅加载控制的要求与结构模式,形成气动控制系统的总体架构及控制原理与控制方法设计;对座椅加载疲劳试验机进行了实验室模拟实验测试。结果表明,此控制系统设计方案能够实现座椅载荷负载大小变化模拟,可以实现座椅加载模拟工作节拍控制以及座椅加载时长控制调节,且完全脱离供电需求,经济环保,为生产企业后期使用维护提供了极大的方便。

经皮介入治疗主动脉缩窄合并二叶式或三叶式主动脉瓣术后左心室逆重构的临床研究

目的探讨主动脉缩窄(CoA)合并二叶式主动脉瓣(BAV)和三叶式主动脉瓣(TAV)行经皮介入手术后患者左心室逆重构的差异。方法回顾性分析2014年1月至2021年12月因主动脉缩窄于中国医学科学院阜外医院行经皮主动脉缩窄球囊扩张和支架置入术47例患者的临床资料。根据术前影像学资料合并BAV 18例,TAV 29例。对比患者术前和术后1年的超声心动图检查结果。结果与术前相比,经皮介入治疗后CoA患者术后1年的CoA Vmax、CoA PG、LVEDd、LVEDdi、LVM、LVMI均明显改善,23.4%患者出现了左室逆重构。合并BAV的患者AV Vmax、AV PG、LVEDdi均高于TAV组(P=0.005,P=0.007,P=0.03),BAV患者左室逆重构率低于TAV患者,但无统计学意义。多因素分析未发现影响术后1年左室逆重构的影响因素。结论部分CoA患者经皮介入手术术后1年发生左心室重构逆转。且合并BAV的患者改善情况亚于TAV患者,仍需要进一步探索。

硬密封双偏心球阀反向承压密封问题有限元研究

应用ANSYS软件对通径DN300、工作压力3.5 MPa、工作温度500℃的硬密封双偏心球阀反向承压密封面接触问题进行了非线性有限元分析,得到阀门关闭时在反向承压状态下有无预压紧条件下,硬密封双偏心球阀的应力应变图。通过有限元计算结果分析得到了硬密封双偏心球阀应用可移动阀座,并且通过对其预加合适的压紧力,能够更好地实现反向承压密封。同时分析结果还表明,双偏心球阀的阀板容易发生变形,变形会影响阀板和阀座的密封配合,双偏心球阀的阀板必须保证一定的刚性。理论和实践研究结果表明,阀座选用浮动形式的结构,通过预压紧提供初始密封压紧力后,通过阀内液体作用于阀座,阀座压紧阀板为密封提供压紧力实现密封的技术更适合双偏心球阀。研究对“双向零泄漏”硬密封双偏心球阀的结构设计有指导意义。

换向阀自动化测试试验台研制

对换向阀各项性能的自动化测试方法及测试系统进行研究,依据GB 25974.3-2010《煤矿用液压支架第3部分:液压控制系统及阀》中的要求,搭建了换向阀自动化测试试验台。利用数据采集、数据信号处理、自动反馈控制等技术方法实现了换向阀性能测试的自动化,从根本上解决现有换向阀测试方法存在的测试效率低、测试准确率低等问题。

巷道围岩深孔反向分级注浆工艺研究

以安徽某矿为试验矿井,针对现有分级注浆工艺及该矿使用深浅孔注浆工艺存在问题,提出一种深孔反向分级注浆工艺;通过数值模拟方法,对比了反向分级注浆工艺与深浅孔注浆工艺的注浆效果,结果表明:反向分级注浆工艺在浆液扩散、改善围岩应力等方面效果比深浅孔注浆工艺更好;研发了用于分隔深部与浅部浆液的分级隔离装置及第二级注浆的开启装置爆破阀,通过分级隔离装置的黏结强度测试、爆破阀的开启压力测试,选出了二者最佳配合使用方案;采用反向分级注浆工艺和深浅孔注浆工艺对其巷道围岩进行加固,并对注浆效果进行对比分析,结果表明:反向分级注浆工艺较深浅孔注浆工艺时间快了约43%,注浆压力提升了4 MPa,反向分级注浆工艺较深浅孔注浆工艺的注浆量增加了40%~60%。

阀门产品设计方法的改进

为解决目前阀门行业产品设计流程长、需要反复校核的问题,针对性地提出了一种全新的阀门产品设计流程和方法,该方法能够在智能制造普及下对阀门产品进行参数化设计,在提高设计效率的同时保证设计结果的准确性。采用逆向设计思维,将设计校核原则、用户输入原则、装配关系和零件尺寸关系确立为产品设计的边界约束条件,以球阀为例在Excel中通过四个原则和关系建立起各零件尺寸的关联关系并进行尺寸求解,借助Excel的VBA功能与Solidworks交互协作,完成阀门产品的参数化建模,实现产品设计和修改的自动化。该方法优化了产品设计流程,提高了产品的设计效率和准确性,对阀门设计的参数化、智能化具有一定的参考价值。

三偏心蝶阀浮动式阀座结构综述

常规三偏心蝶阀由于阀座和密封圈的加工及装配误差的影响,只能满足单向密封的要求。为了提高三偏心蝶阀的反向密封性能,近年来,经过各个阀门厂家的验证,利用介质反向作用时的压力提高密封副密封比压的浮动式阀座结构,在蝶阀双向密封中取得了显著的效果。本文通过对三偏心蝶阀在反向介质作用时容易泄漏的原因进行分析总结,并介绍了不同蝶阀生产厂家采用不同型式的浮动式阀座结构的特点,指出了现有的浮动式阀座结构中螺钉存在容易松动的弊端,在此基础上对蝶阀密封结构进行了改进设计。改进后的密封结构保证了正、反向的可靠密封性,解决了螺钉容易松动脱落的问题。

换流变阀侧套管极性反转暂态电场模型降阶

随着以新能源为主体的新型数字化电力系统建设,实现主设备的数字孪生体系是未来数字电网的重要发展趋势,使用模型降阶方法提高计算效率并实现快速实时仿真,是数字孪生应用于电力设备多物理场仿真领域的重要基础。为此提出了一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)法求解换流变阀侧套管极性反转暂态电场的有限元快速计算方法,应用伽辽金有限元数值计算方法编程建立了换流变阀侧套管暂态电场刚度矩阵,提出了换流变阀侧套管芯体铝箔极板悬浮电位边界设置的强加虚拟齐次边界条件与稀疏矩阵联合的算法,通过矩阵奇异值分解对处理后的矩阵进行了主成分提取,构建了换流变阀侧套管电场降阶模型。研究结果表明,采用模型降阶方法得到的套管电场分布与商用软件计算的结果相近,同时,采用轻量化模型计算套管电场分布所需时间被大幅缩减,验证了模型降阶方法具有较高的准确性和计算效率,证明了采用模型降阶方法实现套管这种电力设备电场的快速计算和实时仿真的可行性。

进排气压力对气门式二冲程柴油机扫气过程的影响

为深入理解气门式二冲程发动机的扫气过程,以顶端入口进气道气门式二冲程柴油机为研究对象,在1 500 r/min转速下采用三维仿真研究了扫气过程中进排气压差和排气背压对缸内气体流动的影响机理。结果表明:由左侧进气道流入气缸的新鲜充量形成逆滚流,其前锋面抵达排气门之前经右侧进气道流入气缸的新鲜充量主要影响排气纯度,而在之后排气纯度明显增加;压差从30 kPa增加至210 kPa时左侧排气道排气纯度增加,在中低压差下右侧排气道排气纯度较高,扫气品质系数先从0.61降低至0.52,之后增加至0.56且保持不变;定压差和背压从100 kPa增加至190 kPa时排气纯度接近,而扫气效率增加较慢,扫气品质系数从0.55降低至0.53。

液氢用低温三偏心蝶阀的反向密封性能分析

针对液氢用低温三偏心蝶阀较难现实反向密封的问题,对三偏心蝶阀在实现反向密封过程中出现的泄漏问题进行分析,探讨了三偏心蝶阀密封的影响因素,研究了三偏心蝶阀反向密封时蝶板的变形。结果表明:在流体反向流动时,解决蝶阀密封副的密封比压,是解决液氢用低温蝶阀反向密封的关键;三偏心蝶阀密封副的密封比压与其过盈配合设计相关;三偏心蝶阀密封圈的密封面边线是形成接触密封的关键位置,将过渡区的面密封改为线密封,有利于降低三偏心蝶阀在关闭时密封圈对阀座的磨损程度,为确保蝶阀形成有效的反向密封,蝶阀关闭时须在密封面上形成连续的密封比压;通过对蝶板和阀座结构采取加大密封部件的刚度和提高密封副的结合程度等优化设计措施,可实现三偏心蝶阀的反向承压密封的功能。选取Class150 NPS42三偏心蝶阀,使用氦气测试其在液氮(-196℃)环境下的反向密封性能,通过试验验证,低温蝶阀在设计压差内的泄漏量不能超过4 L/min,满足并优于标准允许的泄漏值,研究结果可为液氢用低温三偏心蝶阀的设计提供参考依据。

裸眼充填完井用反循环单流阀研制与应用

海上水平井裸眼充填防砂作业中,通常利用反循环单流阀的开关实现流道转换,完成封隔器验封和循环充填等作业。针对渤海油田开发过程中小井眼充填防砂要求,研制了一种新型反循环单流阀,结合工具结构原理和管柱施工工艺,给出了工具设计准则。采用有限元分析方法研究了槽长、槽宽和槽个数对工具负荷卡爪和弹性卡爪开关力的影响,并优选出工具结构参数方案。通过室内整机试验对优选方案进行开关力和开关性能测试,室内测试表明,在推拉速度0.1~0.2 m/s、开关次数15次的情况下,实现负荷卡爪过密封筒的力为30~35 kN;弹性卡爪的开关力为18~21 kN;负荷卡爪过密封筒的摩擦力为3~5 kN,工具开关测试成功率达到100%。现场应用结果显示:新型反循环单流阀成功完成3次开关动作,开关负荷显示明显,开关力及开关性能与室内试验结果吻合,技术指标满足海上油田的需求,具有一定的推广价值。

船闸反向弧形阀门顶止水装置改造

船闸反向弧形门日常故障主要是顶止水损坏,主要是反向弧形门开启之初顶止水与门楣脱离形成窄缝,止水受力恶劣,易造成止水损坏。从提高止水固定可靠性和改善受力两方面对顶止水装置进行改造研究。通过分析止水现有固定方式存在的问题,采用穿孔螺栓并安装两个螺母防松的方式进行固定,提高可靠性,并在试验装置上对止水压板增加挡水板后止水的受力情况进行测试。结果表明,止水空化减弱,水动力时均压力荷载减小,并能抑制顶止水的自激振动,止水受力状况得到改善。在2022年葛洲坝3#船闸大修中对反向弧形门顶止水装置进行改造,运行效果良好。

大型船闸反弧门运行状态检测方案

目前船闸反弧门启闭位置控制主要依赖于开度检测装置和位移传感器,由于船闸反弧门在高水头下动水启闭频繁,当吊杆连接轴及轴套磨损后,会造成反弧门启闭位置误差逐渐增大,使得反弧门存在超关现象,进而对反弧门门体、止水、底坎埋件造成破坏。针对此问题,从提高启闭控制系统的精度方面对船闸反弧门运行状态检测方案进行研究。分析了反弧门位置控制系统存在的问题,采用在反弧门门体内部安装倾角传感器的方式对启闭位置角度信息进行检测,提高了启闭位置控制精度。2021年在葛洲坝三号船闸右充反弧门实施了运行状态检测装置的安装施工与测试,验证了反弧门运行状态在线检测系统的技术可行性以及检测水平的先进性。

矿用多功能铲运机全液压制动系统设计

介绍了矿用多功能铲运机的制动形式,阐述了定量泵与变量泵全液压制动系统的构成,对比分析了定量泵、恒压泵与负载敏感变量泵全液压制动系统的特点。分析了负载敏感充液阀与反向调节制动阀的结构与工作原理,综合整机布置以及制动、转向与工作机构液压系统的设计因素,完成了矿用铲运机全液压制动系统的设计,实现了整机行车制动、紧急制动与驻车制动功能,为配置发动机动力系统和采用液力机械传动设备的全液压制动系统设计提供了参考。

某特高压换流站阀冷系统外冷水产水流量低问题分析及解决方案研究

华东地区某特高压直流输电换流站由于冬季环境温度低,导致阀外冷反渗透系统产水流量大大减少,对该换流站冬季大负荷安全稳定运行造成隐患。经过现场勘察及问题分析,提出一种在外冷补水管路增加电加热器方案,以解决以上问题,也为其他换流站解决类似问题提供了一定的参考和借鉴。

液压支架用片式电液控换向阀的设计

整体式电液控换向阀结构复杂,加工难度大,加工时报废率较高,而且难以拆卸、内部油路难以清洗,维修难度大。通过设计一种片式电液控换向阀,解决整体式电液控换向阀加工难度大、维修难度大等问题,可以为企业节约加工和维修两大成本,为企业提供多种选择,具有良好的实际应用价值和广泛的应用前景。

液压反推作动系统节流同步性分析

针对反推力装置液压作动系统的同步驱动需求,分析了液压反推作动系统节流同步工作原理,建立液压同步作动系统等效数学模型,采用SimHydraulics软件搭建系统仿真模型,分析了节流阀开口尺寸、负载力对系统位移同步性的影响。仿真结果表明:当控制两个作动器的节流阀开口大小一致时,随着负载力差异的增大,两个作动器运动过程中的位置差增大;通过调节两个节流阀开口尺寸的差异,能够保证两个作动器同步运动;两个作动器的负载力差异越大,两个节流阀开口尺寸的差异越大。最后通过试验验证了采用节流同步原理的液压反推作动系统在展开与收起过程中的同步性,为后续开展同类液压节流同步作动系统设计提供参考。

气动电磁阀PWM控制可控占空比工作范围的拓宽

某型号气动电磁阀可控占空比范围比较窄,在控制频率10 Hz情况下其为7%~30%。基于上述问题,在分析气动电磁阀工作原理的基础上,基于AMESim搭建气动电磁阀的仿真模型,基于该模型研究了不同占空比对阀芯位移的影响,并通过仿真发现气动电磁阀可控占空比范围比较窄的主要原因是阀芯关闭滞后时间过长。在阀芯关闭时通过增加反向电压,降低电磁阀阀芯关闭滞后时间,并优化反向电压的控制时间,将电磁阀的可控占空比范围提高到5.6%~88.5%,拓宽了占空比的可控范围,并通过试验验证了仿真分析的有效性。