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一间接作用式调压器工作原理
浅谈调压器的
? 权竹山 穆宁 冯明星
摘要:
调压器是燃气输配系统中最核心的设备之一。调压器又分为直接作用式和间接作用式两种。直接作用式分为杠杆式和直杆式两种。间接作用式按指挥器分为双向控制式和卸载式两种。间接作用式按阀体流道性质来分有曲流式和轴流式两种。
轴流式调压器的压力损失和流量损失,是目前所有自力式调压器中性能最好的。同时也是最复杂的。代表了调压器的最高设计和制造水平。轴流式调压器的阀芯阀瓣和阀口受力平衡,设计精巧。研究轴流式调压器意义重大。
本文集中讨论轴流式的特点。
关键词:
轴流式,间接作用式,阀套式结构,指挥器
目录? 1:调压器??????? 2:调压器
3:指挥器分类
4: 轴流式的原理
5:轴流式调压器阀芯阀瓣和阀口的受力分析
????? ? 6:国外常见式调压器的结构、性能、优缺点对比????? ? 7:调压器
出口压力如何保持稳定不变?以直接作用式为例,靠的是反馈机构,将出口压力反馈到皮膜下方,靠弹簧的稳定作用,适当改变阀口开度,从而调节前压到出口端的多少,来控制出口压力的稳定。(配直接作用式的图)
例如:出口压力P2下降,皮膜下方的压力降低,那么弹簧力往下运动,引起阀口开度增大,前压更多的补充到出口,让出口压力P2上升。这样刚开始下降,后来上升,就实现了出口压力恒定。
反之出口压力P2上升,同理。
由此我们得出调压器工作的核心:
1:减压,且稳压,尽可能提高精度。
2:关闭性能。当气流停止流动时候,阀口前面是高压,阀口后面是低压,要靠阀口和阀瓣实现完全隔离密封。
二:调压器分类
调压器又分为直接作用式和间接作用式两种。
直接作用式调压器一般分为直杆式和杠杆式两类。
直杆式 杠杆式
间接作用式按“指挥器” 分为双向控制式和卸载式两种。
间接作用式按“阀体流道”分为轴流式和曲流式两种。
三:指挥器的分类
要谈轴流式调压器之前,必须对指挥器进行了解和分析。
1:双向控制指挥器的调压器
这个结构按照国外文献介绍,叫做双向控制指挥器间接作用式调压器。(也有称为加载式的)
这个结构按照国外文献介绍,叫做卸载式指挥器间接作用式。
简单的理解,比如,出口压力P2下降,ΔP2很小,不足以直接驱动主阀阀瓣运动。但是通过指挥器,P2下降,造成PL下降。而PL下降,会导致主阀的皮膜打开,然后主阀前压进入到主阀后端,这样又可以致使出口压力P2上升,如此循环,就起到了稳压的作用了。
注意PL下降的时候,前压P1通过固定节流器传过来的气体,补充不够PL的下降。
注意,这种结构的调压器,阀瓣的运动,也就是一层可动的隔膜的运动,是直接取决于P1和PL的相对大小来决定的。
当调压器停止工作时,即关闭时候,PL=P1,那么阀口关闭,靠的是内部弹簧力的作用。
目前间接作用式的调压器指挥器结构都不出这2种形式。各家厂家各种类型,无非是围绕这2种结构形式,把每个环节做得更好,来提高精度罢了。更多细节参考2013年论文
当然,轴流式调压器的指挥器也是属于以上两种形式。
双向控制指挥器的调压器,因为后压同时作用于指挥器皮膜与主阀皮膜上,出口压力的变动在两者同时产生影响,主阀芯反应更灵敏,因此双向控制式指挥器比卸载式精度更高。
四:轴流式的原理
轴流式 曲流式
可以明显看出,轴流式调压器就是进口高压端与出口低压端的流道,在同一个轴线上。相对其他形式的调压器而言,流量损失最小,压力损失最小。所以它可以实现低压差,大流量。性能卓越!
轴流式的指挥器可以是双向作用式,也可以是卸载式。
轴流式调压器完全迥异于普通调压器S型的流道结构,它让介质在阀体内,轴向且顺着圆形流道流动,流体在阀体内的流向转变很小, 能量损失很少。基本没有介质流动死角。整体铸造或锻造的圆型阀体结构承压性能更好。
曲流式调压器的流通能力受“S”形流道结构约束,介质在流道内经流向改变至少2次以上,动能损失大,易形成旋涡, 互相碰撞, 消耗能量。而且调压器口径越大,阀口或者阀瓣的行程越长(有的是阀口固定阀瓣运动,有的是阀瓣固定阀口运动), 调节灵敏度降低, 整体结构笨重,驱动力需求更大。
轴流式调压器的阀体流道呈一字方向,轴向设计,并且在阀体内腔设计有流线型圆锥导流体, 引导流体的流动状态及流向, 使管道流体分布均匀, 压力均衡。
五:轴流式调压器阀芯阀瓣和阀口的受力分析比较
阀瓣的受力状态非常重要,它如果能够很自由灵活的运动,运动所需的驱动力很小,那么该调压器的精度就高,流量就大。
如杠杆式直接作用式调压器,前压对阀瓣的力,没有平衡设计,没有得到平衡。精度就很一般
如果采用了平
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