Pneumatic resistance network analysis and dimension optimization of high pressure electronic pneumatic pressure reducing valve

The structure and working principle of a self-deigned high pressure electronic pneumatic pressure reducing valve (EPPRV) with slide pilot are introduced.The resistance value formulas and the relationship between the resistance and pressure of three typical pneumatic resistances are obtained.Then,the method of static characteristics analysis only considering pneumatic resistances is proposed,the resistance network from gas supply to load is built up,and the mathematical model is derived from the flow rate formulas and flow conservation equations,with the compressibility of high pressure gas and temperature drop during the expansion considered in the model.Finally,the pilot spool displacement of 1.5 mm at an output pressure of 15MPa and the enlarging operating stroke of the pilot spool are taken as optimization targets,and the optimization is carried out based on genetic algorithm and the model mentioned above.The results show that the static characteristics of the EPPRV are significantly improved.The idea of static characteristics analysis and optimization based on pneumatic resistance network is valuable for the design of pneumatic components or system.

比例减压阀控缸输出力的非线性自适应控制

针对所研制的一款采用双直动式三通比例减压阀控非对称液压缸驱动的刮板型输送带清扫器进行研究,提出了一种基于PI(Prandtl-Ishlinskii)逆模型前馈补偿的自适应控制算法,改善了比例减压阀固有的压力滞环、死区、增益等非线性,保证了清扫器刮板驱动扭矩的精度,实现了以恒定扭矩在刮板全寿命周期内的高效清洁.针对比例减压阀的滞环特性,采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识比例减压阀的PI模型参数,进而求解其逆模型作为线性自抗扰控制器的前馈补偿.仿真和实验结果表明,所提算法有效减小了比例减压阀的滞环、死区和增益等非线性,改善了比例减压阀控缸的动态响应,相较于PID算法,跟踪速度提升了65%,在100~700N·m范围内刮板驱动扭矩误差可控制在±2N·m以内.

大中型液体运载火箭水平起竖与发射技术

未来大量中低轨商业卫星的发射任务对大中型运载火箭提出了快速测发的技术需求。地面发射支持系统针对CZ-8火箭需求,在传统运载型号已有技术的基础上,重点开展了箭体整体水平组装及起竖对接技术、快速智能测发技术的研究,旨在进一步提升火箭发射任务效率、简化发射场设施、降低发射成本。以箭体水平组装设备、整体转运起竖对接设备、智能供气系统为切入点,对相关技术进行了阐述,此外,还提出了吊具、支架车两种水平组装方案。对整体转运起竖对接精度影响因素进行了分析,并介绍了起竖托架的刚度提升方法。介绍了智能供配气总体方案、智能减压阀技术、供配气设备故障诊断技术。

基于FCM-GA灌溉供水管网减压阀布设优化

为探究灌溉供水管网中存在的漏损过高以及局部压力过大的问题,提出了一种基于FCM-GA的供水管网减压阀布设优化方法,该方法借助MATLAB、EPANET、MATLAB-EPANET-Toolkit以及PlatEMO平台等工具,对西班牙的BIN管网进行分区布置减压阀并优化阀后压力,以不同分区方案的成本与降漏效果为控制指标,筛选出最优方案。结果显示:最优方案(分5个区)将整个管网的漏损率降低至7.45%,相较初始管网降低了20.04%,降低的漏损费用可达114€/d,在减压阀服务年限内可收回成本并达到盈利,并实现对整个管网系统的压力管理,提高了管网的稳定性和可靠性,有利于减少管网事故发生。因此,基于FCM-GA的灌溉供水管网减压阀布设优化是一种安全、低成本和高效益的降漏与控压方法,在有效降低灌溉用水费用的同时,可更好地实现节水灌溉。

高压气动减压阀内部湿空气凝结特性

针对高压气动减压阀内部结露结冰的现象,建立高压湿空气凝结流动数学模型,开展高压气动减压阀内部结露机理研究。以湿空气和液滴为流动介质,采用湿蒸汽凝结理论和多组分运输模型,通过C语言和Fluent-UDF编程开发了高压超音速湿空气凝结流动数值模型,搭建实验平台进行数值模型验证。利用该数值模型对高压气动减压阀内部湿空气凝结流动特性进行仿真,并分析了高压超音速流动过程中湿空气的流动凝结行为。结果表明:高压压缩气体流经节流阀口为绝热等熵过程,产生焦耳-汤姆逊正效应,气体体积迅速膨胀,压力和温度急剧下降,流速达到超音速流动;阀口附近下游区域大量成核,液滴快速增长,形成主要凝结区。高压湿空气凝结流动模型可为高压减压阀结构优化及进一步结冰机理研究提供参考。

基于田口算法的锥形氢气减压阀结构优化

为了研究锥形氢气减压阀内的能量损失,阐明减压阀几何结构与能耗之间的相互作用机理,以平均湍流耗散率为评价指标,基于田口算法设计了16种新型氢气减压阀结构。通过计算流体力学对不同的减压阀方案进行了数值计算,并分析了不同几何因素对响应的影响。结果表明,1级进口细管(D1=2.5 mm)、1级出口细管(D2=2.5 mm)和1级阀芯锥角(β=66°)是最优的几何参数组合;最优组合平均湍流耗散率比其他试验方案降低5%~27%,可以有效地降低氢气减压阀的能量损失;D2对氢气减压阀内的平均湍流耗散率影响最大;随着D1,D2,β的增大,减压阀的平均湍流耗散率增大。研究结果可为氢气减压阀设计和改进提供参考。

非对称喷嘴挡板压力伺服阀建模与特性研究

针对一种具有非对称喷嘴挡板结构的压力伺服阀(简称非对称压力阀),建立其数学模型及MATLAB/Simulink仿真模型,分析了整阀的静动态性能,并研究了非对称结构的设计原则。结果表明:该阀为带死区的单向正增益压力伺服阀,其输出压力高、线性度好、动态响应快;喷嘴腔压力和输出压力交叉点与静态性能指标具有唯一的映射关系,可利用交叉点位置来判断伺服阀性能是否达到工作要求;阀芯端面面积非对称是前置级非对称的来源,为了保证非对称压力阀的零位稳定性和性能要求,需将前置级设为非对称形式,其固定节流孔液阻系数比大于喷嘴孔液阻系数比,而喷挡间隙的非对称有利于减小喷嘴结构参数的影响,便于伺服阀的尺寸设计和调试;最后通过实验验证了数学模型的准确性。建立的数学模型及仿真模型可为压力伺服阀的结构设计及优化提供依据。

高压差大流量工况下套筒式减压阀的减压过程研究

随着工业技术的进步,许多行业面临高压差和大流量的工作条件,这对减压阀的设计提出了新的挑战。本文研究了一种套筒式减压阀在高压差大流量工况下的减压过程,通过数值模拟方法分析了不同开度与工况下套筒式减压阀内部的流场特性。研究发现,为了在保持氮气流量为2.5 kg/s的情况下实现从35 MPa至6 MPa的减压比,需要采用4级减压方案。此外,仿真结果还揭示了不同行程下套筒阀内部的压力和速度分布特征,特别是在节流孔处的压力急剧下降及流速增加的现象。本研究可为高压差大流量工况下套筒式减压阀的设计提供参考。

智能调节炉顶上密封阀夹紧力系统设计

介绍了一种无料钟炉顶上密封阀夹紧力智能控制系统。通过在炉顶称量罐上安装压力变送器,在均压过程中实时检测均压气体压力,计算均压气体对上密封阀板的盲板力,并在液压系统中设置比例减压阀,建立均压气体压力与液压系统压力之间的比例平衡关系,通过计算机系统智能动态调节上密封阀液压系统的压力,降低并均衡上密封阀板与阀座之间的夹紧力,延长上密封阀板、阀座及上密封阀夹紧机构的使用寿命,降低无料钟炉顶上密封阀的故障率,从而保障了高炉炉顶设备运行的高效性。

V型调节球阀空化抑制研究

V型调节球阀是一种结构简单、调节性能强的调节阀,被广泛应用于节流与调节要求较高的场景。随着高压差、大流量等严苛工况的发展,V型调节球阀在使用时易诱发空化,引起剧烈的振动噪声,严重危害管路系统的安全性和稳定性。本文通过多相流数值仿真对V型调节球阀流动特性与空化特性进行研究,探究空化成因,并设计了多层减压孔板,对阀内空化进行抑制,能够有效地减小振动噪声,具有实际工程应用价值。

农机用先导式减压阀建模及故障仿真研究

阐述农机常用先导式减压阀工作原理,利用AMESim软件建立阀的仿真模型,仿真分析主阀阻尼孔堵塞、主阀阀芯卡滞、先导阀弹簧疲劳等常见故障工况下先导式减压阀工作时的动态特性。仿真结果表明:应用AMESim软件仿真能够真实地模拟先导式减压阀实际工作时的各类故障响应,为快速、准确地诊断先导式减压阀及类似液压元件故障提供一种新的方法与依据,大大降低了故障诊断时间,提高了整机工作效率。

35 MPa车载氢系统减压阀失效仿真研究

车载氢系统的安全和稳定对氢能车的正常运行非常重要,一旦其中的部件失效,可能会引发重大的安全事故。减压阀作为车载氢系统的核心部件之一,常常会受氢气的高压或高低温环境的影响而失效,导致无法正常减压,甚至会造成氢气泄漏。要使减压阀能够正常地将氢气减压到指定压力,使燃料电池正常工作,往往需要对其进行高低温环境耐压测试,以确保其结构设计合格。对减压阀进行高低温耦合动力学仿真,以验证其结构设计是否合格,并根据仿真结果提出相关优化结构和预防失效的指导建议。

多若特阀门在减压模式下的故障分析与处理

岩滩水电站一期工程技术供水系统中所使用的多若特阀门在经过可调减压升级改造后,相关的减压导阀、控制电磁阀、水力继动器等模块相继出现异常和故障,导致多若特阀门频繁失控。笔者统计了多若特阀门在减压模式下出现的异常和故障,并进行原因分析,提出相应的处理措施。结果表明:故障主要表现为密封件损坏漏水、PLC程序故障、管接头裂纹渗水以及减压导阀、电磁阀、水力继动器失灵等;通过采取替换易损配件和易堵阀门、更换适合的过滤器等措施,最终消除多若特阀门在可调减压模式下失控的安全隐患。该研究成果可为类似水电站技术供水系统阀门故障处理提供借鉴。

基于AMESim的逆向作用式减压阀动态特性的研究

减压阀输出压力的稳定性及输出压力达到稳定的快速响应是判别减压阀优劣的重要性能指标。基于某型号逆向作用式减压阀的结构及工作原理,应用AMESim数值仿真软件构建减压阀各个组成部件的仿真分析模型,研究减压阀压力流量特性及其动态特性;通过搭建减压阀工作测试平台对比验证,验证了仿真模型的正确性;通过改变模型中不同基本参数的值,研究了不同结构参数对减压阀动态特性的影响,为同类型减压阀的设计和参数优化提供了理论支持。

一种高压减压阀压力检测系统的不确定度评定

为了衡量一种船用高压减压阀压力检测系统准确性,基于减压阀系统压力传感器、模数转换器以及算法的测量不确定度,通过引入相对测量不确定度,并采用《测量不确定度表达指南(GUM)》中的A和B类两种评定方法,分别进行了该检测系统的测量不确定度评定,并对2种评定结果进行了对比分析。结果表明,这种船用高压减压阀压力检测系统具有较高准确性。A类不确定度评定方法更体现高压减压阀检测系统准确性,B类评定方法可以为测量系统在设计之初的硬件选择提供帮助。

船舶舵机电液负载模拟液压系统建模与分析

针对多余力影响电液负载模拟装置精度和动态特性的问题,搭建电液负载模拟液压系统,并基于电液伺服阀和液压缸的数学模型,构建电液负载模拟装置的阀控液压缸位置伺服系统及力伺服系统的数学模型。采用AMESim软件对电液负载模拟液压系统加载缸的位移及加载力进行建模分析,分析结果表明力超调量过大,由此,提出采用加装先导式比例减压阀来减小外部负载冲击引起的多余力。通过仿真和试验表明,加装先导式比例减压阀可抑制系统压力冲击,有效降低系统多余力。可为电液负载模拟装置多余力的抑制提供理论指导。

某型定值减压阀输出特性研究

针对某型定值减压阀在系统压力上升过程中,出现输出压力迟缓及爬升现象,利用AMESim软件搭建定值减压阀模型进行仿真分析,得出了阀芯结构及尺寸公差分布是定值减压阀出现不同的品质差异的主要原因,并基于AMESim软件对阀芯关键尺寸进行了多目标优化,最后,通过试验验证了仿真结果的准确性。

邯钢AV90鼓风机运行稳定性研究与应用实践

介绍了邯钢AV90风机仪控系统,并结合日常维护遇到的一些具体问题,从控制系统电源、静叶控制以及机旁仪表运行环境等方面提出优化整改并实施,优化后仪控系统更具稳定性、智能诊断性,且在一定程度上降低了运行成本,同时对目前仍存在的系统缺陷进行分析研究,并提出新的优化方案。

减温减压装置用蒸汽减压阀的流量特性研究

针对特定苛刻工况下减温减压装置中蒸汽减压阀的技术参数,本文详细阐述了减压阀的内部结构及工作原理,并利用哈尔滨电站减压阀有限公司(哈电阀门)所建造的智能流阻实验平台VFTS-600,通过计算的方式对减压阀流量特性进行深入研究。通过精确调节流量,减压阀能够在各种苛刻工况下保持稳定运行,确保蒸汽介质的流动更加高效和安全,有助于提高减温减压装置的整体性能,并为相关工业领域提供了重要的技术改进方向。本文的研究成果不仅对减温减压装置中蒸汽介质流动的稳定性提供有益参考,还对未来高效减压结构的设计和优化提供坚实的技术支撑。

采用智能减压阀降低北海某片区管网漏损率

北海市供水有限责任公司针对银滩回建区爆管频繁,用户投诉增多,近几年漏损率特别高的问题,采取主动压力管理措施,通过安装智能减压阀,分时段分级控压。经过4个月的调试运行,最不利点平均压力由0.31 Mpa下降至0.23 Mpa,漏损率下降22.1%,达到降低漏损率和爆管率,并产生良好经济效益的目的。