气动换向阀阀芯∕阀座撞击特性研究

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1、第39卷第4期2013年8月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSl0NV01．39，No．4Aug。2013气动换向阀阀芯／阀座撞击特性研究赵双龙，胡攀(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：针对某型气动换向阀在研制过程中出现由于阀芯，阀座撞击变形导致阀芯卡死的现象，对阀芯／阀座的撞击特性进行了仿真研究，定量分析了撞击过程以及不同阀座高度对撞击特性的影响，根据仿真结果对换向阀进行了改进设计，试验结果表明改进后的换向阀满足使用要求。关键词：换向阀；阀芯；阀座；撞击特性中图分类号：V43

2、4—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2013)04—0046—06Researchonimpactcharacteristicsofvalvespoolandvalveseatingas··drivingselectorvalveZHAOShuang-long，HUPan(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abmaet：Thesimulationresearchofimpactcharacteristicsofvalvesp

3、oolandvalveseatinselec．torvalvewascarriedouttoeliminatethebind—seizephenomenoncausedbyimpactdeformationofvalvespoolandvalveseat，whichemergedinthedevelopmentprocessofaselectorvalve．Thepro—cessofimpactbetweenvalveseatandspool，andtheinfluenceofdifferentheighto

4、nimpactcharacter·isticswereanalyzedquantitatively．Thereviseddesignfortheselectorvalvewasperformedaccordingtothesimulationresult．Thetestresultshowsthattheimprovedselectorvalvecanmeettheoperatingrequirement．Keywords：selectorvalve；valvespool；valveseat；impactch

5、aracteristic0引言换向阀是借助阀芯与阀体之间的相对运动，使与阀体相连的各流路实现接通、切断，或是改变流体流动方向的阀门。换向阀在液压、气动系统中使用广泛，其工作特性也直接影响整个系统的工作性能。某型气动换向阀在研制过程中出现由于阀芯，阀座撞击变形导致阀芯卡死的问题，本文利用AMESim仿真软件对换向阀的工作特性进行了仿真，并与试验情况进行了对比，利用有限元仿真软件对换向阀阀芯的撞击特性进行仿真研收稿日期：2012—12—25；修回日期：2013一叭一19基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目f20

6、09JYl2)作者简介：赵双龙(198l一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机阀门第39卷第4期赵双龙，等：气动换向阀阀芯／阀座撞击特性研究47究，对比了不同高度阀座时换向阀的撞击特性，变形，导致阀芯卡死在阀座上，如图2所示。并根据仿真结果对换向阀进行了改进设计。。1换向阀工作原理气动换向阀的结构如图l所示。在初始位置时工作介质从入口流向回流口，出口在弹簧力和入口介质共同作用下保证密封。换向阀需要换向时，给控制口通高压控制气，阀芯在控制气作用下克服介质作用力和弹簧力将入口、出口流路打开，同时切断回流口。当

7、需要再次换向时，排出控制腔的控制气，阀芯在弹簧力和介质力的共同作用下回到初始位置，出口流路切断，回流口流路接通。在实际使用过程中，换向阀用两个电磁阀对控制气进行控制，进而控制换向阀的换向。与常规滑阀式换向阀相比，本方案气动换向阀在产品结构上还具有如下特点：a)人口、出1：3问路密封采用非金属软密封，保证换向前出口的密封；b)考虑到切换到回流口时阀芯有较大的冲击，设计时入口和回流口的密封采用金属锥面密封型式。控制口图l换向阀结构示意图Fig．1Schematicdiagramofselectorvalvecon

8、figuration2换向阀阀芯卡死现象在换向阀试验过程中曾出现换向阀阀芯卡死现象，即控制腔控制气泄压后出El有介质流量而回流口没有流量，说明换向阀阀芯卡死在回流El，没有正常复位。对出现故障的换向阀进行分解，发现换向阀阀芯和阀座密封处发生严重塑性原状态工作后状态图2换向阀阀芯、阀座示意图Fig．2Schematicdiagramofvalvespoolandseatinselectorvalve从