高压超大流量纯水卸荷阀启闭动态压力特性研究

卸荷阀是液压支架系统关键的压力控制元件。提出了一种高压超大流量纯水卸荷阀结构,并对卸荷阀的工作原理进行分析,建立了卸荷阀的数学模型。通过搭建AMESim仿真模型,分析了卸荷阀的动态循环工作过程,以及先导阀、主阀、单向阀的启闭动态压力特性。在调定卸荷压力下,对影响卸荷阀恢复压力的关键因素进行了分析。为了验证仿真模型的准确性,搭建了卸荷阀的试验测试系统。研究表明,仿真与试验的压力参数吻合较好,通过调整顶杆直径、阻尼孔直径、阻尼孔长度及先导阀弹簧刚度,可以优化卸荷阀的恢复压力,研究结果可以为高压超大流量纯水卸荷阀的设计提供理论基础。

基于AMESim的高压溢流阀特性分析

先导式高压溢流阀作为轴向柱塞变量泵或轴向柱塞变量马达的安全阀,其工作性能将直接关系到轴向柱塞变量泵、轴向柱塞变量马达及系统的安全性与可靠性。针对某型高压溢流阀,对其进行工作原理介绍以及数学计算,并通过AMESim建立仿真模型,探究节流孔直径、先导弹簧预紧力和主阀弹簧预紧力对高压溢流阀的开启压力、压力超调量、压力超调稳定时间及卸荷时间的影响,对高压溢流阀的设计具有指导意义。

高应力断层构造区巷道冲击破坏特征研究

断层构造区静动载应力耦合作用加剧了井下断层区围岩冲击危险性,断层构造区巷道围岩应力分布规律及冲击动载响应特征存在显著特殊性。目前对于断层构造区的冲击研究主要集中于工作面采场附近,但对于断层构造区巷道冲击破坏鲜有研究。以陕西某矿深埋高应力断层构造区巷道为工程背景,分析了断层构造区巷道围岩变形破坏力学特征:①断层面存在明显应力阻隔效应,正断层附近存在上盘应力集中区和下盘应力降低区2个特殊应力区。巷道由于断层面影响,巷帮静载集中应力呈现非对称分布特征,远离断层面侧应力集中程度大于靠近断层面侧,该侧巷道围岩冲击破坏危险程度增大。②断层面对于应力波传递产生明显阻隔作用,正断层上盘动载响应大于下盘动载响应,由于巷道两帮应力非对称分布特征,右帮动载响应明显大于左帮。基于上述特征,提出了断层构造区巷道围岩“卸(大直径钻孔卸压)−支(梯次加固成层式吸能防冲支护)”协同防冲控制技术,工程试验结果表明:①巷道围岩采取“卸−支”协同防冲处理措施后,巷道两帮应力集中区往围岩深部转移3~5 m,应力峰值降低18.5%~20.3%,巷道帮部围岩应力集中程度显著降低。②采用“卸−支”协同防冲处理措施前,巷道顶底板及两帮变形量分别为856,334,325,567 mm,巷道围岩变形破坏严重,采用“卸−支”协同防冲处理措施后,巷道围岩变形量降低35.69%~62.03%,巷道围岩稳定性增强。③钻孔煤粉量显著低于临界粉煤量,巷道围岩动力显现降低。

长输管道高压力、大口径全焊接球阀国产化与优化提升

为进一步促进国产长输管道高压大口径全焊接球阀的质量提升,对国内重点厂家展开技术调研,从性能参数、结构及设计方法、材料及制造和使用及维护四个方面分析总结国产全焊接球阀技术现状,并在梳理出国产全焊接球阀共性问题的基础上,提出技术优化提升的研究方向,为后续国产高压大口径全焊接球阀的质量提升奠定基础。

高压大流量纯水液控单向阀冲击特性与气蚀损伤的关联性

针对高压大流量工况下纯水液控单向阀的气蚀损伤问题,研究其冲击空化特性与气蚀损伤的关联性,通过冲击实验、扫描电镜、电化学等方法对高压大流量纯水冲击后的液控单向阀阀芯表面进行分析。结果表明:随着冲击特性的增强,空化指数显著增强,气蚀损伤越剧烈,说明空化溃灭的动力学作用与冲击特性呈正相关。空化溃灭时能够在短时间内释放高温传递至不锈钢表面,并经过纯水介质的快速冷却,导致出现马氏体结构。经空泡溃灭作用后不锈钢表面钝化膜出现早期裂纹及气孔,其包含区域的电流密度较高,从而电离产生更多H+,致使纯水pH值降低,产生酸性的腐蚀溶液,加速钝化膜的破坏,早期气孔逐渐扩大发展为明显气蚀坑。

大埋深综采煤层沿空留巷变形联合控制技术

为了解决大埋深综采煤层沿空留巷围岩变形问题,以梧桐庄煤矿182605工作面为工程背景,通过现场调研、理论分析与方案设计,提出了“巷道超前补强加固支护+切顶卸压爆破技术+高水材料沿空留巷巷旁支护”联合控制技术体系,并结合现场实测数据验证了该方案的可行性。工程实践表明:联合控制支护体系实施后,对巷道围岩的变形起到了有效控制作用,截止距离工作面开切眼293 m时,两帮移近量和顶底板移近量呈现先上升后逐渐减小,最终趋于平稳;受损单体液压点柱仅占比4.1%;该技术已成功实施沿空留巷640 m,巷道变形控制在允许变形范围内,整体留巷效果较好。

低温大口径高压轴流式止回阀研制

针对高压大口径轴流式止回阀超低温工况密封失效,特别是经过高压试验或者高压下开关动作后密封面损坏,阀门无法满足长周期稳定运行问题,设计了一种具有特殊阀内密封结构的高压轴流式止回阀。使用有限元软件对改进后的阀体结构进行强度分析校核;以相关型式试验论证,将阀门置于-196℃试验温度下,进行2 000次的阀门整机低温疲劳寿命试验,试验全过程中最大泄漏率为1 700 m L/min,远远低于标准规定上限值3 600 m L/min;经江苏LNG现场使用,结果表明通过结构优化,低温大口径高压轴流式止回阀性能完全满足LNG装置及超低温工况要求,主要性能和技术指标达到了国际上同类阀门的水平。

大型显示器应对环境气压快速变化的处理方法及分析

针对目前舰船用显示器在实际船体结构气密性试验阶段显示器的盖板玻璃碎裂的问题进行分析,确定碎裂原因是由腔体外部气压变化引起内外压差,该压差产生的应力超过玻璃的强度范围。文中采用双向泄压阀来平衡内外压差的方案来解决该问题。进行了显示器湿热冲击试验,分析了特种显示器进行密封的原因及湿热试验带来的内部气压的变化。针对解决方案的可行性进行计算、分析,最后得出结论,该处理方法能够满足要求。

内压自紧密封减压调节阀的设计与计算

介绍了内压自紧密封减压调节阀的工艺参数、工作原理及结构特点,设计了一种应用于某海上平台海水淡化项目减温减压装置的功能部件,并对其结构设计、强度校核、四开环计算、密封力的计算进行了详细的阐述。为解决流量小和高压工况阀门的选型提供了参考。专利号:202123011960.2.

极复杂条件下过遗留煤柱强卸压技术管控研究

针对新疆急倾斜煤层大段高工作面过遗留煤柱安全开采问题,采用地质普查梳理遗留煤柱及采空区区域,并进行危险区域划分,通过采动影响及不同危险区域采用强卸压技术方案保证顺利通过危险区域。结果表明,根据遗留采空区及煤柱,分为东三石门保护煤柱、原安宁渠煤矿采空区遗留煤柱、原安宁渠采空区边界保护煤柱区域。在大段高采动下,采用“顶煤+危险区域顶板”致裂技术保障工作面顺利通过,由地表运动可知,强卸作用下的采后各区域的地表均产生不同的裂隙,生产过程中未发生动载矿压现象。

滑阀先导式高压气动减压阀间隙泄漏特性研究

针对高压气动减压阀中滑阀式先导阀的缝隙泄漏,建立了考虑泄漏影响的数学模型,对减压阀工作条件和先导阀结构参数等影响因素进行了仿真.结果表明,降低减压阀输入压力、提高输出压力以及提高先导阀节流窗口宽度比等都能有效减少泄漏,仿真分析了泄漏对减压阀压力响应的影响,结果表明,泄漏能提高压力响应速度,但增大了压力超调且降低了压力稳定性,严重时还能导致振荡.仿真结果对于减压阀优化设计及其合理应用有较大参考价值.

阀芯结构对纯水溢流阀抗汽蚀特性的影响研究

介绍了所研制的先导式纯水溢流阀及其工作原理。从流场控制的角度,研究了先导式纯水溢流阀抑制汽蚀方法。应用CFD技术对溢流阀主阀流道内的流场流态进行仿真,获得了单级节流、带高压引流的单级节流、多级节流和带高压引流的多级节流4种结构下的压力和汽穴分布图像。在不同压力、阀口开度等多种条件下,对先导式纯水溢流阀进行了试验研究。结果表明,利用多级节流和高压引流补偿相结合的方法能有效抑制汽蚀、提高纯水溢流阀性能。

高压大流量安全阀试验装置研究

大流量安全阀保护立柱不受高压破坏,是液压支架重要原件之一。为了测试液压支架安全阀的动态特性,设计了一种以蓄能器为动力源的高压大流量安全阀试验装置,介绍了其工作原理,以及测控系统。经试验表明,以蓄能器代替大流量泵,可实现快速加载,为安全阀提供大流量阶跃信号,该试验系统可满足大流量安全阀的动态特性测试要求。

液压支架高压大流量安全阀动态特性研究

针对目前液压支架用阀试验台不能满足新国家标准高压大流量安全阀公称流量启溢闭特性规定,本文提出利用蓄能器组通过插装阀组分时开启以满足试验要求,以型号FAD1000/42的安全阀为研究对象,针对矿用液压支架高压大流量安全阀进行动态特性试验研究,并在液压支架高压大流量阀试验台上对安全阀进行动态性能试验。试验结果表明,针对该试验台,插装阀组开启间隔为200 ms时,大流量安全阀的流量和压力曲线能够满足新国标要求,蓄能器分时开启的研制成功能够有力的推动安全阀试验标准水平的提升,产生巨大的经济和社会效益。

超高压大流量比例插装阀测试方法

针对超高压大流量比例插装阀测试技术问题,以DN130位移随动式超高压大流量二通比例插装阀为对象,考虑该阀测试需针对超高压(70 MPa)、大流量(8000 L/min)的特殊工作要求,设计了超高压试验台和高压大流量试验台。根据行业测试标准制定耐压特性和动静态特性测试方法,试验台流量无法满足测试需求时,采用基于模型的仿真预测方法进行性能检测。试验结果表明了该阀具有良好的耐压性能、流量增益特性、滞环特性、线性度特性、重复精度特性以及动态特性,为超高压大流量比例插装阀的设计测试提供了工程基础。

液压支架用高压大流量安全阀阀芯瞬态液动力分析

高压大流量工况下阀芯液动力是影响安全阀启溢闭特性的重要因素。以某公司研制生产的FAD1000/50安全阀为对象,建立阀芯瞬态液动力数学模型,通过模拟实际工况的动态仿真,分析影响液动力大小、方向的主要因素,论证了瞬态液动力导致的阀芯振荡是不容忽视的。

液压支架用差动式高压大流量安全阀的研究

在传统安全阀设计方法的基础上,设计一种新型差动式高压大流量安全阀。详细介绍该安全阀的工作原理和结构特点,并对其关键尺寸进行了设计。分别在一级节流口、二级节流口及不同出口倾斜角的情况下,利用FLUENT软件对安全阀的流场进行了数值模拟。基于理论仿真结果,选取了合适的节流口形式和出液口倾斜角。

可控式高压大流量试验装置的研究

为满足高压、大流量液压支架安全阀动态特性试验的需求,研制了可控式高压大流量试验装置。对其中采用的活塞式蓄能器、闭环比例流量控制及多级蓄能器接力等技术进行了研究,使用AMEsim软件进行了建模、仿真。仿真结果表明,本装置能够满足试验标准的要求。

高频交变压力下先导式溢流阀响应特性研究

为研究液压激振系统中高频交变压力下先导式溢流阀的响应特性,建立了先导式溢流阀数学模型和AMEsim仿真模型,仿真研究了高频交变压力下先导式溢流阀开启情况,并进行试验对比研究。仿真结果表明:交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增大了系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大;当交变压力频率达到200Hz时,溢流阀主阀口未出现异常开启。试验结果与仿真结果基本吻合。研究结果对高频交变压力下先导式溢流阀的使用有重要的理论指导意义和实际工程意义。

采煤液压系统保护安全阀结构优化设计

针对目前国内采煤液压支架中安全阀存在的溢流量小、工作性能差等问题,优化设计了一种新型高压大流量双级保护安全阀,内部由两级安全阀组成,使用双级联动泄压技术,介绍了结构和工作原理,对阀的双级结构特点建立了对应的数学模型,利用AMESim软件搭建了仿真模型,对本双级保护安全阀进行了动态特性仿真研究,得到了此保护安全阀冲击流量、射流口直径、二级差动阀阀芯质量、阻尼系数、弹簧刚度、差压面积和一级直动阀阀口搭合量等因素对安全阀性能优化的影响规律,仿真结果证明,上述结构特点使本阀具有溢流流量大、承受压力高、工作性能稳定性的优点,并为高压双级安全阀的结构设计和参数优化提供了理论依据。