Улучшение конструкции и оптимизация параметров микроклапана регулирования расхода

Jun 25, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 6850 (2023) Цитировать эту статью

189 Доступов

1 Цитаты

Подробности о метриках

Чтобы устранить явление залипания между сердечником клапана и втулкой клапана при движении сердечника клапана, а также решить проблему, заключающуюся в том, что крутящий момент, необходимый для вращения сердечника клапана, является большим, анализ моделирования сердечника клапана с помощью жидкостно-твердой муфты представляет собой Проведенное в данном исследовании, а затем структура сердечника клапана улучшается и его параметры оптимизируются на основе алгоритма птичьей колонии. Изучается комбинированная структура гильзы клапана и сердечника клапана, с помощью Ansys WorkBench создается модель сцепления жидкость-твердое тело, а также выполняется анализ моделирования статической структуры гильзы клапана и сердечника клапана до и после улучшения конструкции и оптимизации параметров. Созданы математические модели треугольного буферного резервуара, U-образного буферного резервуара и комбинированного буферного резервуара, а структурные параметры комбинированного буферного резервуара оптимизированы путем оптимизации роя птиц. Результаты показывают, что треугольный буферный резервуар имеет хороший эффект разгерметизации, но большое воздействие, давление U-образного буферного резервуара стабильное и плавное, но эффект разгерметизации не идеален, в то время как комбинированный буферный резервуар имеет очевидный эффект разгерметизации и хорошую стабильность. При этом оптимальными конструктивными параметрами комбинированной буферной емкости являются угол врезки 72, угол плоскости 60 и глубина 1,65 мм. Получены превосходная структура и параметры комбинированной буферной канавки, благодаря чему буфер давления регулирующего клапана в ключевом положении порта клапана достигает наилучшего эффекта, а также обеспечивается эффективное решение проблемы залипания сердечника клапана. регулирующего клапана во время работы.

В настоящее время микро-маленький гидравлический регулирующий клапан все более широко используется в Китае. Исследователи и производители в стране и за рубежом провели множество исследований его теории, структуры и параметров1,2. Регулятор управляет жидкостью и управляет нагрузкой, изменяя отверстие клапана. Его регулирующая способность имеет большое значение для безопасной и эффективной работы гидравлической системы3. Золотник и втулка клапана чрезвычайно важны для конструкции рабочей пары и параметров работоспособности регулирующего клапана. Луо Юйсюань и др.4 проанализировали и обобщили причины возникновения золотника в арматуростроении. Причины застревания катушки делятся на: механические причины, вызванные точностью обработки или ошибкой сборки; Гидравлические причины, вызванные неуравновешенным моментом действия жидкости на золотник; Термические причины, вызванные вязким нагревом жидкости в условиях высокого давления, и причины загрязнения, вызванные задержкой частиц в зазоре посадки клапана. Направляясь на явление застревания золотника электрогидравлического пропорционального распределительного клапана 2D, Лю Гуовен и др.5 систематически анализировали радиальную силу зажима золотника 2D с эксцентриситетом или без него. Программное обеспечение MATLAB используется для расчета взаимосвязи между радиальной силой зажима 2D-золотника, эксцентриситетом и углом между отверстиями высокого и низкого давления. В зависимости от характеристик клапана 2D предлагаются меры по усовершенствованию золотника электрогидравлического пропорционального распределительного клапана 2D. Поле потока на поверхности сердечника клапана моделируется методом CFD с использованием программного обеспечения Fluent. Вектор скорости и распределение давления до и после улучшения сравниваются и проверяется правильность улучшенных показателей. Пей Сян и др.6 сравнили различные явления зажима поворотного клапана и золотника золотника. Теоретически проанализирована сила радиального дисбаланса поворотного клапана. Предложены конкретные меры по уменьшению явления зажима поворотного клапана. Оказать некоторую помощь в разработке и применении поворотного клапана в будущем. Сунь Зеган и др.7,8. Изучено влияние П-образной и V-образной конструкции дроссельных канавок на кавитационные характеристики клапана. Улучшив структуру дроссельных канавок, оптимизированную с помощью генетического алгоритма, можно значительно улучшить антикавитационные характеристики клапана. Ли Вэйцзя и др.9 исследовали характеристики расхода при открытии клапана золотникового клапана с одной U-образной, наклонной U-образной и V-образной базовыми дросселирующими канавками в условиях постоянной разницы давлений. Используя алгоритм оптимизации роя частиц, Получен оптимальный размер дроссельной щели, отвечающий требованиям расходно-открывающихся характеристик клапана при условии постоянного перепада давления. Цао Цзя Хао и др.10 разработали новый тип ограничительной конструкции с буферной канавкой, которая ослабила жесткость конструкции и улучшила демпфирование рассеивания энергии удара. С помощью программного обеспечения ANSYS выполняется итерационный анализ параметров исходной структуры предельного буфера, чтобы найти разумную комбинацию параметров структуры. Затем с помощью программного обеспечения LS-DYNA рассматриваются переходные динамические характеристики структуры на основе метода временной области и сравнивается буферный эффект ограничивающих структур традиционного и нового типа. Ву Вейдун и др.11, стремясь решить проблемы малого диапазона регулировки расхода и медленного реагирования U-образной дроссельной канавки определенного типа клапана, чувствительного к нагрузке, дросселирующая канавка Ω-образной формы была разработана путем анализа функциональной взаимосвязи между открытием клапана и площадь потока. Алгоритм оптимизации роя частиц (PSO) используется для оптимизации его организационных параметров с целью увеличения потока. Чжан Чжаньдун и др.12 предложили метод расчета добавления К-образной дроссельной прорези на плече радиального отверстия основного золотника реверсивного клапана и получения эквивалентного проходного сечения К-образной дроссельной прорези, стремясь в ситуации, когда порт клапана реверсивного клапана гидравлической опоры угольной шахты имеет большой градиент площади потока, который может реализовывать только функцию двухпозиционного управления, а нарастание давления происходит внезапно, что легко вызвать давление влияние вспомогательной системы маслоснабжения. Может быть реализована цель активного регулирования и контроля градиента площади сечения клапана. Чжан Лицян и др.13 сосредоточились на проблеме влияния давления в порту клапана, вызванного чрезмерным внутренним потоком золотникового клапана. Проведен анализ влияния параметров конструкции дроссельной канавки на ее расходные характеристики. Алгоритм генетической оптимизации используется для получения набора решений Парато для U-образной дроссельной канавки, которая соответствует характеристикам быстрого реагирования потока и характеристикам воздействия давления. Результаты оптимизации проверяются путем подбора конкретных параметров структуры канавок дроссельной заслонки. Ли Пин14 предложил улучшенную схему дроссельного бака нового типа (комбинированный бак U–V), для оптимизации структуры дроссельной канавки используется алгоритм оптимизации роя частиц, получены оптимальные структурные параметры. При том же открытии клапана проходное сечение новой дроссельной канавки больше, чем у исходного значения (П-образная канавка). Когда многоканальный клапан достигает номинального расхода, открытие нового клапана уменьшается и диапазон регулировки расхода увеличивается. И Шэн и др.15 провели моделирование характеристик потока при открытии шести типов дроссельных щелей: одиночной U-образной формы, наклонной U-образной формы, V-образной формы, 2U-образной формы, 3U-образной формы и U + V-образной формы. ; С использованием модуля графического пользовательского интерфейса в MABLAT разработано программное обеспечение для оптимизации дроссельного паза, основанное на оптимизации роя частиц. Фан Гуйхуа и др.16 изучали влияние различных параметров на установившуюся гидродинамическую силу U-образной дроссельной канавки и полагали, что высота U-образной дроссельной канавки оказывает большее влияние, чем ширина.