快速泄放阀的运动特性分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com快速泄放阀的运动特性分析Movementcharacteristicanalysisforrapidreleasedvalve张永彬，姚进，余德平，肖蒙，蒋正茂ZHANGYong．bin，YA0Jin，YUDe．ping，XlAOMeng，JIANGZheng．mao(四川大学制造科学与工程学院，成都610065)擒要：提出了一种快速泄放阀，其响应时间在1ms左右，并且阐述了该阀门的结构和工作原理。建立了阀门的虚拟样机模型，对阀门的快速响应性能进行仿真分析。同时建立了实验平台测量了阀门的响应特性和放气过程中压力变化，将

2、仿真结果与实验测量的数据进行了对比分析，仿真结果与实验测量数据总体趋势能够较好吻合。此外，还对阀门在不同气压下的响应特性进行了测量和分析。关键词t泄放阀；快速响应；仿真对比；响应特性中田分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1009-0134(2015)10(下)一0106-04Ooi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2015．20．310引言夹紧装置实现对阀杆夹紧和放松。夹紧装置中设计有两某些重大的实验要求实验过程安全可靠地进行。当对压电晶体，当给压电晶体施加IOOV电压时，压电晶反应出现突发意外时，要向反应装置系统中快速地注入体

3、会伸长并且产生力。阀门有一个体积为80cm的储气惰性气体，制止实验的进行，防止发生破坏性实验，保室，出气口的面积为2．Olcm。。阀门设计有碟簧，当给护实验装置和现场实验人员的安全。为了保证实验安全压电晶体断电时，在碟簧作用力下阀杆会快速的回弹。的进行，就需要一个快速响应阀门，当实验出现突发状此外在阀门上端设计有缓冲装置，缓冲装置能够吸震，况时候，可以通过阀门快速的向装置中注入惰性气体。其作用是减少阀杆的震荡。由于装置中的实验迅速剧烈，所以阀门的响应时间应当1．2工作原理小于实验预测时间，要求阀门响应时间在lms左右。文阀门的工作原理：当阀门上端输入压缩

4、气体时，献【1】中提出的一种快速响应阀门，其响应时间为4ms，气体通过薄膜驱动阀杆向下移动阀杆带动阀芯向下移不满足我们的使用要求。文献【2忡提出的快速响应阀，动；当阀芯与密封面实现密封后，这时给压电晶体施加存在由于空气阻力存在较大延迟的问题，并且由于电磁的作用会对机构产生较大的机械力。文献【3】提到的快速阀由于结构复杂，具有摩擦阻力大影响响应时间。现有文献【1～5】中提到的阀门都不满足我们使用要求，所以为了能够保证实验安全的进行，设计一个响应速度快放气迅速的阀门是有必要的。为了解决快速响应问题，我们设计了一个快速泄放阀，其响应时间在lms左右。本文介绍了

5、该阀门的设计和工作原理以及对阀门快速响应作了分析和进行相关实验测定。1阀门结构和原理1．1阀门结构图l是本阀门的机构简图，阀门上端设计有薄膜，上端输送的压缩气体通过薄膜驱动阀门运动件动作。阀门运动件包括有：阀杆和阀芯。阀门设计有夹紧装置，图1阀门结构图收稿日囊：2015-05-20基盒硬目：四川省科技厅应用基础计划项目(2012JY0085)作者簧介：张永彬(1989一)，男，天津宁河人，硕士研究生，研究方向为高温高压阀门的设计。【106l第37卷第1O期2015—10(下)学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com从仿真结

6、果可以看出阀门的响应时间在0．5ms左右，阀芯上升的最大位移大约在4．2mm。3实验及数据3．1实验设备为了测量阀门响应时间，我们实验室建立了测量阀门响应时间的实验装置。实验装置由气动控制系统、电路控制系统和检测系统三个部分组成。气动控制系统由气瓶、减压阀、电磁阀、压力表、压力传感器和一些辅助器件组成，气动控制系统给阀门输送压缩气体和工作图7储气室压力变化曲线气体。电路控制系统由压电晶体控制箱和程序控制箱组成，电路控制系统控制压电晶体和电磁阀的动作。检测从图中可以看出仿真结果与实验数据总体趋于一致，系统由检测程序、磁栅尺传感器、采集卡和一台电脑组由于在A

7、dams仿真中没有考虑电路系统和压电晶体的电成，检测系统的作用是检测阀芯的响应曲线。检测原理流反应时间，可以看出实验数据比仿真结果大约延迟是在阀芯上安装磁栅尺传感器，将阀芯的动作信号通过0．3ms，实验数据曲线开始有些抖动是由于阀杆接触到传感器传递给电脑，这时检测程序就会将阀芯的动作曲缓冲装置所产生的反弹造成的。线绘制出来。采集卡负责采集放气过程中工作气体的压力变化。图5是实验装置的实物图。一图5实验装置图在响应测试实验中，阀门上端压缩气体的压力为0．8Mpa，阀门储气室中工作气体的压力为4Mpa。当压图8实测数据与仿真结果对比图电晶体断电后，阀芯向上运

8、动，通过安装在阀芯上的磁栅尺来检测阀门响应特性，通过采集卡采集储气室中的3．3不