背压式与平衡式气动减压阀性能比较研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州理工大学能源与动力工程学院 作者:张远深

  介绍了背压式和平衡式气动减压阀的结构与工作原理。通过AMESim软件对背压式与平衡式气动减压阀建立仿真模型,对压力、温度进行仿真、分析和对比。仿真结果表明平衡式减压阀比背压式减压阀温度特性好,平衡式减压阀的出口温度比背压式减压阀的出口温度达到平衡所用时间少;平衡式减压阀进口压力波动不影响出口压力,稳压精度高。

  气动减压阀是通过自身的节流效应,将进口压力降至某一个需要的出口压力,且能在进口压力和流量变化时,利用阀体内的控制元件(阀芯)的开度调节介质的流量,保持出口压力基本不变。减压阀的压力特性(使流量保持为某一恒定值,由于输入压力的波动而引起输出压力的波动)和流量特性(输入压力为一定值,输出压力随输出流量变化的特性)是减压阀的两个重要特性。减压阀的结构直接影响这两个特性,从而影响稳定精度。

  1、背压式减压阀模型建立

  1.1、背压式结构分析

  背压式减压阀的原理结构见图1。阀体主要构成部件包括调压弹簧、弹簧座、膜片、阀芯、复位弹簧。p1为输入压力,p2为输出压力。高压气体通过阀门经膜片下面流向出口。主阀底部与输入压力p1相通,膜片上方受调压弹簧作用力,下方受输出压力p2的作用。当进入减压阀的压力和流量发生变化时或输出气体压力和流量发生变化时,阀芯受力平衡破坏,在调压弹簧、膜片和平衡弹簧作用下上下移动。改变阀芯与阀座之间的节流面积,保持出口压力的稳定。

背压式气动减压阀结构

图1 背压式气动减压阀结构

  4、结论

  (1)对背压式与平衡式气动减压阀进行结构分析,并利用AMESim软件对背压式与平衡式气动减压阀进行了建模和仿真,避免了繁琐的流体计算和大量的测试实验,显示出AMESim 软件是一个直观、方便、高效的动态系统建模与仿真分析工具。

  (2)由仿真结果表明平衡式比背压式减压时间短,响应快.平衡式气动减压阀输入压力波动不会影响输出压力,比背压式气动减压阀压力特性好,稳压精度高.平衡式减压阀出口温度达到平衡所需时间短。

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