储罐小直径稳液管的自动计量解决方案

目前国内的部分储罐年限较长,其在建设之初并未考虑到自动化计量的迅猛发展,如今这些储罐需要进行自动计量改造,但目前存在稳液管(量油孔)直径偏小(DN100)、不易过浮盘的问题。根据研究,目前在市面上应用较广的自动计量仪需要稳液管直径为DN150,在小直径稳液管测量时容易受到外部环境的影响,因此工程师需要研发基于小口径储罐测量的技术和设备,以适应小口径量油孔测量的需要。本文将针对小直径稳液管(DN100)储罐的自动计量解决方案研究,分析实现储罐自动化改造过程中的技术难点及挑战。分析该自动计量仪的结构组成,同时验证该自动计量方案的可行性及可靠性。

高频激振转阀轴向稳态液动力研究

高频激振转阀通过阀芯转动控制阀口的打开和关闭,其开度变化及油流换向使油液的轴向动量发生改变,进而产生轴向液动力干扰激振转阀的稳定运行。对高频激振转阀进行理论分析,建立阀芯轴向受力的数学模型和轴向稳态液动力方程;通过Fluent软件,对激振转阀流场进行CFD仿真分析,研究压力和轴向开度对轴向稳态液动力变化规律的影响;最后设计并搭建轴向稳态液动力测量实验台进行实验验证。结果表明:轴向稳态液动力随激振转阀转角变化而规律变化,且入口节流产生的稳态液动力大于出口节流时的稳态液动力。

液压滑阀稳态液动力补偿研究

针对液压滑阀稳态液动力补偿困难的问题,在阀芯上设计了一种导流槽结构来实现对稳态液动力的补偿,液流在流经导流槽时,由于导流槽的反向导流作用,产生了沿反方向的液流分量,该部分液流分量与正向运动的液流相互作用使得出口处射流角变大,液动力随之减弱。分析并推导了稳态液动力模型,通过CFD仿真研究导流槽各结构参数变化对稳态液动力的影响,并揭示了导流槽补偿原理。试验结果表明,有导流槽阀芯稳态液动力相对无导流槽阀芯大幅降低,压差为2.5 MPa时,各开度下液动力的平均减小量为52.7%;压差为3.5 MPa时,各开度下液动力的平均减小量为47.7%;压差为4.5 MPa时,各开度下液动力的平均减小量为33.9%。导流槽结构能够有效补偿稳态液动力,提高阀的控制精度。

液压支架大流量换向阀稳态液动力计算与补偿方法

针对液压支架换向阀元件复杂结构形成不规则流道,传统一次动量定理不能精确求得阀芯所受液动力,以及因液动力过大或不稳定使换向阀动静态特性降低的问题,以支架换向阀主阀为研究对象,在分析其结构组成与工作原理基础上,提出一种全流域控制体积划分方式。运用多次动量定理,分别分析了每个控制体积内动量变化量,考虑阀芯上下游元件结构参数对阀芯液动力数值的影响,较为精确的推导出阀芯所受稳态液动力公式,并进行理论计算。通过分析公式,得出对阀内元件结构参数进行优化的方法来补偿稳态液动力并用CFD方法模拟了稳态液动力随阀芯开度变化规律。结果表明:结构参数优化后阀芯所受液动力峰值与变化幅度均较原结构低,将阀套内径结构优化后,液动力峰值与变化幅度较原结构降低了56.25%与48.12%;将回液阀芯顶杆直径优化后,液动力峰值与变化幅度较原结构降低了28.79%与32.71%;将回液阀芯端面倾角优化后,液动力峰值与变化幅度较原结构降低了31.87%与37.16%,有效缓解了支架换向阀阀芯所受稳态液动力使阀动静态性能降低的问题。

比例伺服阀非线性液动力模型修正与特性分析

比例伺服阀的高速运行以及油液流动状态直接影响液动力的变化,进而影响比例伺服阀和伺服机构的动静态性能。基于此,为明确比例伺服阀液动力的变化规律和特性,首先基于阀芯和阀体配合的节流口结构建立液动力的理论数学模型。然后结合流场仿真,分析不同开度和不同压差下液动力变化情况,明确液动力仿真结果和理论结果的偏差,修订液动力理论数学模型。最后,基于液动力测试平台,验证了不同开度和压差下液动力变化情况。结果表明:射流角的减小会导致稳态液动力不断增大,阀口开度的增大使稳态液动力呈现先增大后减小的趋势,同时在小开度下压差越大对应稳态液动力的峰值也越大,研究成果为比例伺服阀非线性补偿控制提供理论基础。

多路阀主阀芯不同节流槽对其稳态液动力的影响

针对工程机械用多路换向阀在不同工况下稳态液动力过大或不稳定导致滑阀卡滞,从而影响执行机构的可靠性和安全性,以某型号工程机械多路阀为例,设计矩形、半圆形、U形、2U形4种形式节流槽口的阀口,通过Fluent数值模拟研究在不同阀口开度下的流场特征并确定射流角,根据流场计算结果,搭建不同结构节流槽的滑阀模型,分析节流槽口结构形式对阀芯稳态液动力的影响。研究结果表明:随着阀芯节流槽口逐渐开大,矩形、U形、2U形节流槽阀芯所受稳态液动力变化平稳;当阀芯采用U形节流槽时,其单位节流面积受力变化幅度较大,但阀口稳态液动力仍能保持稳定;半圆形节流槽阀芯所受稳态液动力相对不稳定,梯度较大。

多路换向阀稳态液动力分析与结构优化

对于多路换向阀而言,稳态液动力过大会导致阀芯运动卡滞、换向阀操纵性下降。通过AMESim与Fluent软件联合仿真,发现稳态液动力峰值往往在阀口小开度时出现,且方向趋于阀口关闭;在阀芯复位过程中,稳态液动力在操纵力中最大占比为25.12%,阀芯在稳态液动力的影响下会获得过大的操纵力,破坏阀芯行程与复位弹簧力本身具有的线性关系。针对这种情况,基于流道改造法与特殊阀腔法,提出一种滑阀稳态液动力补偿方法,即在阀芯上设置一种挡流凸台。对改进后阀芯进行流场仿真分析,结果表明:凸台直径越大,降低稳态液动力的效果越明显,最多可以降低65.18%。但是过大的凸台直径会改变多路换向阀对应阀口的通流面积和水力直径,影响换向阀的压力特性,使得改进效果不理想。

阀芯旋转式高速开关阀稳态液动力矩研究

为突破高速开关阀阀芯行程对开关频率的限制,提出一种阀芯旋转式高速开关阀。采用理论计算与CFD仿真相结合的方法,研究不同阀芯旋转角度下阀芯结构参数变化对阀口过流面积、流量系数、射流角及液动力矩的影响,得到了液动力矩的变化规律。研究结果表明:液动力矩与阀口压差及流量的二次方成正比;压差一定时,液动力矩与阀口过流面积及射流角余弦值成正比,随着阀芯旋转角度增大,液动力矩先增大后减小;流量一定时,液动力矩与阀口过流面积成反比,随着阀芯旋转角度增大,液动力矩逐步减小为零。通过调整阀芯沟槽高度来改变射流角,达到补偿液动力矩的目的。

非全周开口滑阀稳态液动力研究

非全周开口滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其阀口是在阀芯凸肩圆周上均布若干不同形状的节流槽,用于获得不同流量控制特性。随着阀口开度变化,阀口节流面的位置、形状和射流角都会随之变化,因而传统理论计算方法无法准确计算压力流量、液动力特性等。采用计算流体动力学(CFD)方法,针对两种典型节流槽形式的滑阀进行了三维流场仿真分析研究,获得了不同流动方向下阀口全行程压力流量和液动力特性,并与试验测量结果进行了比较,两者吻合良好;分析比较了流场计算和理论公式计算结果。研究发现在特定的阀口开度范围内,液动力会使阀口趋于开大。此项研究对于非全周开口滑阀压力流量、液动力等性能预测以及减小阀驱动力具有重要意义。

带U形节流槽的滑阀稳态液动力研究

传统液动力理论计算公式难以准确预测带U形节流槽滑阀的稳态液动力,针对该问题以多路阀为测试对象,搭建高精度液动力测试平台,试验获得不同流动方向下的稳态液动力和阀口压力、流量特性,并用计算流体力学(CFD)对阀内流场进行了仿真.试验和仿真数据表明,带U形节流槽的滑阀的稳态液动力在单向流出流入和在双向进出油情况下均会出现负值,即使阀口趋于打开;三位六通阀双向进出油稳态液动力值与单向流出流入稳态液动力耦合值基本一致;仿真所得稳态液动力值和压差值与试验值吻合良好.

滑阀稳态液动力的计算和分析

以液氧/煤油补燃循环火箭发动机中流量调节器中滑阀为例,介绍了滑阀稳态液动力的一种计算方法,分析了不同结构参数下稳态液动力的变化规律,得出了滑阀的稳态液动力与滑阀位移、液流出口处的流道形状以及刃边厚度关系的一些初步结论。

关于滑阀与锥阀中稳态液动力方向的比较分析

通过对滑阀与锥阀所受稳态液动力方向的分析,明确了稳态液动力对两种阀芯的作用并非通常认为的使阀口关闭的趋势;对于内流式锥阀与外流式锥阀和滑阀不同,其稳态液动力有使阀口开启的趋势。

液压打桩锤主控滑阀稳态液动力研究

文章采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对液压打桩锤主控滑阀内部流场进行可视化数值模拟;从理论上分析了主控滑阀内部流体的物理规律,并且给出了滑阀稳态液动力的CFD求解思路;分别在进口节流和出口节流情况下,研究了阀杆直径的变化所引起的台肩壁面正应力分布变化和阀杆圆周面切应力分布变化,进而分析了阀杆直径和台肩直径关系对稳态液动力的影响并进行了实验验证。研究发现在特定的阀杆与台肩直径关系下,主控滑阀稳态液动力数值较小并且滑阀功率消耗没有显著增加,所得结果为滑阀的结构参数设计提供了参考依据。

新型直接驱动伺服阀的稳态液动力分析

本文基于一类转动式阀芯的直接驱动伺服阀（DirectDriveServoValve）的结构及其工作原理，推导了这种阀在工作时阀芯所受到的稳态液动力的数学表达式，并进行了仿真计算，得出了一些有用的结论，这些结论对于阀结构的优化设计、阀芯驱动机构的选择设计及饲服阀特性的分析具有很好的指导作用.

锥阀芯稳态液动力补偿研究

溢流阀主阀芯的稳态液动力使溢流阀存在较大的调压偏差,降低了其静态性能指标。采用在溢流阀主阀芯(锥阀芯)上加突缘结构来补偿稳态液动力。采用CFD工具对主阀口流场进行仿真,研究突缘结构尺寸、位置及阀芯锥角对主阀芯稳态液动力补偿的影响。结果表明:突缘结构能实现阀芯液动力补偿,但随着阀芯开口量的增加,补偿会由欠补偿变为过补偿;当突缘长度为0.5 mm、距离阀座为1 mm时,液动力补偿效果最好。

2D伺服阀先导级螺旋阀口稳态液动力的研究

为研究二维(2D)伺服阀的稳定性及其影响因素,结合2D阀先导级螺旋阀口双流道中心对称的结构特点,通过理论分析和流体动力学仿真,得出流体流经螺旋阀口产生的稳态液动力属于空间力,且2个对称阀口处稳态液动力的径向分力大小相同,方向相反;而轴向液动分力和周向液动分力形成的力矩随着阀口开度增加逐渐减小,yoz平面的射流角度也逐渐减小,且当阀口开度小于0.1 mm时,减小幅度很大,开度大于0.2 mm时,趋于稳定;随着入口流速的增加,轴向液动力和周向液动力矩逐渐增加。结果表明稳态液动力的轴向分力及周向力矩促使先导阀口关闭,对阀芯稳定具有促进作用。

基于CFD的液压滑阀流场特性与稳态液动力研究

针对某型装甲车辆综合传动缓冲换挡阀,建立了该滑阀不同开度的三维几何模型,应用Fluent仿真软件对滑阀的内部流场进行了可视化计算和分析研究,得到了滑阀不同开度的流场特性与稳态液动力变化规律。进一步考虑轴颈直径对液动力的影响,提出在阀芯轴颈满足刚度与强度的条件下,宜尽量减小轴颈的直径。针对具体模型,通过理论计算与仿真值对比分析,引入修正系数,利用最小二乘法得到引入修正系数的计算公式,可以部分代替大量实验验证,减小工作量。

液压控制阀稳态波动力补偿方法的探讨──阀套运动法

本文提出了锥阀和圆柱滑阀的稳态液动力的一种补偿方法──阀套运动法，指出了传统的关于内流式锥阀稳态液动力的分析中的不妥之处，提出了一些新的看法，并在实验上得到证明。

关于内流式锥阀稳态液动力方向的探讨——与有关液压传动教科书作者们商榷

多本液压传动教科书认为内流式锥阀的稳态液动力是使阀芯打开方向。作者用伯努利方程压力能与动能转换的原理和动量定理进行分析,认为内流式锥阀的稳态液动力与外流式锥阀以及滑阀一样,也是使阀芯关闭方向。

稳态液动力对多路阀阀芯操纵力的影响

利用AMESim平台搭建多路阀铲斗联负流量控制系统,在不同负载条件下仿真得到输出流量与阀芯行程之间的关系,并以此确定FLUENT仿真模型在不同阀芯行程下的进口油液速度。基于FLUENT仿真,发现随着阀芯行程的增大,阀芯上的稳态液动力先增大后减小,方向与阀芯运动方向相反,使阀口趋于关闭,且负载越大,稳态液动力越小。通过误差分析发现,在计算阀芯操纵力时,忽略稳态液动力,会导致较大的计算误差。所以在建立阀芯的静态力平衡方程时,有必要将稳态液动力考虑在内。