改善減壓閥動態品質的若干措施
動態穩定是減壓閥工作的基本要求,但減壓閥是一個常常具有大擾動的非線性系統,所以對于減壓閥的動態性能的定量分析是十分困難的。這里只列舉能改善減壓閥動態的若干措施,僅供參考。
一、降低靜態性能的消振措施
一切使靜偏差增大的措施都能使動態穩定性提高。如增大各彈簧剛度、減小膜片的有效面積和增大閥瓣行程等。其中以增大閥瓣的行程最為顯著和最為簡便。
因為振蕩多數發生在流量較小的情況下,這是由于流量較小時,閥的開度也較小,于是閥瓣開度的微小超調量所引起的通道面積變化的百分數較大的緣故。增大閥瓣的行程,實質上就是使對應于同一閥瓣行程的超調量所引起的通流面積的變化較小,從而減小了被調壓力pc的超調量。增大閥瓣行程的方法如下。
1、減小閥座直徑。
2、采用某種型線的閥盤(圖1)或具有某種型線窗口的閥盤(圖2)。
圖1 型線閥瓣圖
圖2 具有型線窗口的閥瓣
1—閥體;2—閥桿;3—窗口型線
上述兩種方法中第二種方法較好。這是因為第二種方法能較自由地控制閥盤與閥盤窗口的型線的形狀,即可以較自由地改變f=W(H)曲線各段的斜率。這樣就可以使f=W(H)曲線在H較小(即流量較小)時有較小的斜率,以減小由于行程的超調引起的流通面積變化,從而減小了pc的超調量,達到減振的目的。
而在流量較大時,可使f=W(H)曲線的斜率較大,使靜偏差不至于過大,即使f=W(H)的曲線有如圖3所示的形狀。另外,由于閥座直徑沒有減小,所以閥盤開度足夠大時,仍能保持通流能力不被降低。
圖3 f=W(H)曲線
二、不影響靜態性能的消振措施
1、加裝阻尼結構
阻尼結構具有各種不同的形式。圖4所示的是一種簡單易行的結構。它的阻尼腔經針閥與壓力為pj的進口腔室相通。調節針閥的開度即能調節阻尼的效果。因為對每一個平衡態,阻尼腔的壓力均等于進口壓力pj,所以不影響靜態性能。
圖4 阻尼結構
1—阻尼腔;2—針閥
擴大減壓閥動力腔的容積可用在閥外串接或并接(注意連接管的內徑須足夠大)附加容器來解決(圖5)。
圖5 動力腔附加容器原理圖
1—附加容器;2—主閥瓣;3—主閥彈簧; a—串聯的容器;b—并聯的容器
2、擴大副閥式減壓閥動力腔的容積
因為平衡態時,附加容器內的壓力與動力腔的壓力一致,所以不會影響閥的靜態性能。但若附加容器的容積過大,則可能使閥的動作過于遲鈍。
此外,增加閥彈簧的安裝力或在減壓閥出口至敏感膜片下方的管路上加裝節流針閥也有助于使動態性能趨于穩定。