试验台调压阀气动设计与性能分析

　　介绍了调压阀调压型面的计算方法、压力调节性能曲线计算方法及阀芯定位精度分析，给出了调压阀的实测结果，实测结果与理论预测结果吻合良好。

1、概述

　　某试验台采用环状缝隙调压阀进行总压调节，以实现气流速度和流量的精确控制。环状缝隙式调压阀可获得线性或近似线性的调节特性，且具有阀后气流对称性好、压力调节范围宽等优点，适合试验台调压。

2、工作原理

　　试验台(图1) 使用压缩空气驱动，调压阀用于控制稳定室内的气流总压。随着气源压力降低，通过控制调压阀的开度，以保证稳定室内气流压力稳定在某一运行值，维持试验台的正常运行。

图1 试验台

　　目前常用的调压阀有窗口型套筒阀、锥形调压阀和环状缝隙调压阀。由于环状缝隙调压阀( 图2)其可在主要工作状态下获得线性或近似线性的调节特性，且具有阀后气流对称性好，压力调节范围宽，阀芯移动过程中阻力变化均匀，全开状态阻力小，以及调压特性试验结果与理论预测吻合良好等优点，用于试验台进行压力控制。

图2 环状缝隙调压阀

3、设计条件

　　试验台进气管路内径φ300mm，稳定室内径φ1500mm，调压阀设计工况已知，阀前压力0.8 ～2MPa，阀后压力0.11 ～0.2MPa，流量范围最大15kg/s，全开/关时间≤5s，阀后压力控制精度≤0.5%。

7、调试结果分析

　　图6 给出了M=1.0 和0.6 时，试验台在稳态运行时阀门前后总压实测结果，从中可以看出，阀门调压特性曲线实测结果与理论预测曲线吻合良好，阀芯运行区间主要集中在最大行程的30% ～70%之间。因此，真空技术网（http://www.chvacuum.com/）认为理论设计与预测方法完全可以满足工程应用的需要。

图6 阀门调压特性理论与实测结果对比

8、结语

　　从阀门已有的调试结果分析，阀门调压工作区主要集中在阀门最优的工作区域，阀门调压特性理论计算结果与实测结果吻合良好，说明阀门各设计参数选择合理，该环状缝隙调压阀可满足试验台压力调节要求。