軸流先導(dǎo)式水擊卸壓閥常安裝在成品油長(zhǎng)輸管道上,用于防止由于管道中突然停泵、閥門異常啟閉等引起的管線壓力驟增而造成的水擊現(xiàn)象,從而達(dá)到保護(hù)管路以及管線中的閥門等設(shè)備的目的,對(duì)石油運(yùn)輸管線的安全運(yùn)營(yíng)起著至關(guān)重要的作用。以軸流先導(dǎo)式水擊卸壓閥作為研究對(duì)象,建立了其運(yùn)動(dòng)時(shí)的數(shù)學(xué)模型,在AMESim軟件中搭建了其仿真模型,模擬實(shí)際水擊現(xiàn)象,分析了其動(dòng)態(tài)特性,并利用AMESim軟件批處理功能分析了不同參數(shù)變化對(duì)閥門動(dòng)態(tài)特性的影響。 

【文章來源】：液壓與氣動(dòng). 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

軸流式水擊卸壓閥結(jié)構(gòu)圖

在輸油管道運(yùn)行過程中,由于管線意外停泵以及閥門突然關(guān)斷而造成管路壓力急劇上升,進(jìn)而產(chǎn)生水擊現(xiàn)象[1],若形成的壓力波值遠(yuǎn)大于管道允許的彈性值以及設(shè)備的承壓能力,將引起輸油管道和輸油設(shè)備的損壞,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致管線破裂,造成重大的安全事故[2]。而水擊卸壓閥則能在管線中產(chǎn)生水擊現(xiàn)象時(shí)開啟,將部分油液泄放至卸壓罐中,管路油液體積發(fā)生變化,從而促使油液壓力降低,達(dá)到保護(hù)管路和相關(guān)設(shè)備的目的[3]。圖1為管線中出現(xiàn)水擊現(xiàn)象時(shí)的壓力波形圖,可以看出,管線正常運(yùn)行時(shí)的壓力為6 MPa,而發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí),液體受到壓縮,密度增加,管線中的壓力急劇上升,峰值壓力約為10 MPa;隨后由于壓差導(dǎo)致回流現(xiàn)象,使管線壓力恢復(fù)至正常狀態(tài)6 MPa,并且由于慣性作用,管線壓力繼續(xù)降低至2 MPa左右;此后,管內(nèi)液體恢復(fù)正常流動(dòng)狀態(tài),壓力重新上升并循環(huán)上述過程,最終穩(wěn)定在6 MPa左右。水擊卸壓閥由于其結(jié)構(gòu)不同,可以分為軸流先導(dǎo)式水擊卸壓閥、氮?dú)庀葘?dǎo)式水擊卸壓閥以及Y形先導(dǎo)式水擊卸壓閥。由于在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中,無法模擬水擊情況,因而對(duì)水擊卸壓閥動(dòng)態(tài)特性的研究無法以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方式完成。李閣強(qiáng)等[4]通過建立閥芯瞬態(tài)液動(dòng)力和靜態(tài)液動(dòng)力數(shù)學(xué)模型,并模擬實(shí)際工況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真,論證了液動(dòng)力也是引起閥芯震顫和導(dǎo)致安全閥穩(wěn)態(tài)特性差的主要原因。韓偉[5]從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、壓力沖擊等特性方面細(xì)致地研究了安全閥的動(dòng)態(tài)特性問題。張文升等[6]利用AMESim軟件對(duì)安全閥的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析。唐友亮等[7]通過仿真分析了復(fù)位彈簧參數(shù)對(duì)插裝閥啟閉特性和閥芯位移的影響。蔡文龍等[8]利用AMESim軟件分析了閥芯位移和輸出流量對(duì)減壓閥的影響。

根據(jù)水擊卸壓閥的工作原理及其數(shù)學(xué)模型,以D150軸流式水擊卸壓閥為研究對(duì)象,流體介質(zhì)采用93#成品汽油。利用AMESim中的HCD(基本元件設(shè)計(jì)庫),包括Signal(信號(hào)庫)、Mechanical(機(jī)械庫)、Hydraulic(液壓庫)以及Hydraulic Component Design (液壓元件設(shè)計(jì)庫)[11],建立該軸流式水擊卸壓閥的AMESim仿真模型[12]如圖3所示,主要由壓力源、主閥、節(jié)流閥 、先導(dǎo)閥、阻尼孔以及油箱組成。根據(jù)軸流先導(dǎo)式水擊卸壓閥的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸,主閥、先導(dǎo)閥以及流體介質(zhì)的參數(shù)設(shè)置分別如表1～表3所示,其余參數(shù)均設(shè)為默認(rèn)值。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]基于AMESim的M4系列負(fù)載敏感比例多路閥動(dòng)態(tài)特性的研究[J]. 陳曉.  機(jī)床與液壓. 2019(17)
[5]基于AMESim的防振液壓安全閥設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 張文升,王軍利,任志貴,常紅梅,李托雷,雷帥.  液壓與氣動(dòng). 2019(08)
[6]主動(dòng)先導(dǎo)級(jí)控制的電液比例流量閥建模與仿真[J]. 孟宏君,秦強(qiáng).  液壓與氣動(dòng). 2019(02)
[7]基于AMESim三通插裝閥動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 唐友亮,劉萍.  機(jī)床與液壓. 2018(23)
[8]國(guó)產(chǎn)化水擊泄壓閥動(dòng)態(tài)特性仿真[J]. 張興,李柏松,譚東杰,高晞光,段峰波,董學(xué)剛,任小龍.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2016(02)
[9]基于AMESim的螺紋插裝式平衡閥動(dòng)態(tài)特征的仿真分析[J]. 苑兆騰,郭津津,陳盼盼,王學(xué)同.  起重運(yùn)輸機(jī)械. 2014(09)
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博士論文
[1]液壓支架控制系統(tǒng)大流量閥與移架速度定量化研究[D]. 韓偉.煤炭科學(xué)研究總院 2006



本文編號(hào)：3380973