試驗臺調壓閥氣動(dòng)設計與性能分析

　　介紹了調壓閥調壓型面的計算方法、壓力調節性能曲線(xiàn)計算方法及閥芯定位精度分析，給出了調壓閥的實(shí)測結果，實(shí)測結果與理論預測結果吻合良好。

1、概述

　　某試驗臺采用環(huán)狀縫隙調壓閥進(jìn)行總壓調節，以實(shí)現氣流速度和流量的精確控制。環(huán)狀縫隙式調壓閥可獲得線(xiàn)性或近似線(xiàn)性的調節特性，且具有閥后氣流對稱(chēng)性好、壓力調節范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適合試驗臺調壓。

2、工作原理

　　試驗臺(圖1) 使用壓縮空氣驅動(dòng)，調壓閥用于控制穩定室內的氣流總壓。隨著(zhù)氣源壓力降低，通過(guò)控制調壓閥的開(kāi)度，以保證穩定室內氣流壓力穩定在某一運行值，維持試驗臺的正常運行。

圖1 試驗臺

　　目前常用的調壓閥有窗口型套筒閥、錐形調壓閥和環(huán)狀縫隙調壓閥。由于環(huán)狀縫隙調壓閥( 圖2)其可在主要工作狀態(tài)下獲得線(xiàn)性或近似線(xiàn)性的調節特性，且具有閥后氣流對稱(chēng)性好，壓力調節范圍寬，閥芯移動(dòng)過(guò)程中阻力變化均勻，全開(kāi)狀態(tài)阻力小，以及調壓特性試驗結果與理論預測吻合良好等優(yōu)點(diǎn)，用于試驗臺進(jìn)行壓力控制。

圖2 環(huán)狀縫隙調壓閥

3、設計條件

　　試驗臺進(jìn)氣管路內徑φ300mm，穩定室內徑φ1500mm，調壓閥設計工況已知，閥前壓力0.8 ～2MPa，閥后壓力0.11 ～0.2MPa，流量范圍最大15kg/s，全開(kāi)/關(guān)時(shí)間≤5s，閥后壓力控制精度≤0.5%。

7、調試結果分析

　　圖6 給出了M=1.0 和0.6 時(shí)，試驗臺在穩態(tài)運行時(shí)閥門(mén)前后總壓實(shí)測結果，從中可以看出，閥門(mén)調壓特性曲線(xiàn)實(shí)測結果與理論預測曲線(xiàn)吻合良好，閥芯運行區間主要集中在最大行程的30% ～70%之間。因此，真空技術(shù)網(wǎng)（http://likelearn.cn/）認為理論設計與預測方法完全可以滿(mǎn)足工程應用的需要。

圖6 閥門(mén)調壓特性理論與實(shí)測結果對比

8、結語(yǔ)

　　從閥門(mén)已有的調試結果分析，閥門(mén)調壓工作區主要集中在閥門(mén)最優(yōu)的工作區域，閥門(mén)調壓特性理論計算結果與實(shí)測結果吻合良好，說(shuō)明閥門(mén)各設計參數選擇合理，該環(huán)狀縫隙調壓閥可滿(mǎn)足試驗臺壓力調節要求。