FESTO減壓閥的設(shè)計(jì)與計(jì)算

　　介紹了蒸汽FESTO減壓閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、調(diào)節(jié)性能、工作原理與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。針對(duì)傳統(tǒng)蒸汽減壓閥只能實(shí)現(xiàn)一次可調(diào)控制問題，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和綜合性能等方面進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了新型蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)的思路和適用工況。

　　1、概述

　　FESTO減壓閥是廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、輕紡、供熱、制冷和造紙等工業(yè)領(lǐng)域中減溫減壓裝置的核心部件之一，直接影響到減溫減壓裝置的使用性能。針對(duì)蒸汽減壓閥在大變化工況條件的增加和復(fù)雜工藝參數(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種新型的雙調(diào)節(jié)單座密封結(jié)構(gòu)。

　　2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　FESTO減壓閥為單座密封雙調(diào)節(jié)套筒式(圖1) ，其性和密封性好，適用于高壓差、大變化工況，出口壓力控制準(zhǔn)確。導(dǎo)流套筒和閥座、閥瓣和閥桿采用一體式結(jié)構(gòu)，使閥座密封與閥瓣的導(dǎo)向部位能一次性加工，了閥座密封面相對(duì)軸線的垂直度和同軸度，以及導(dǎo)流套筒與閥瓣配合的導(dǎo)向面相對(duì)軸線的同軸度。為產(chǎn)品重復(fù)性使用的密封性和性提供了。閥座密封采用了拉法爾噴嘴形結(jié)構(gòu)(圖2) ，使壓縮氣流在流經(jīng)閥口時(shí)速度達(dá)到音速及音速以上，了減壓效果。認(rèn)為閥桿密封采用了填料墊、密封填料、填料壓套和加燈籠環(huán)結(jié)構(gòu)(圖3) ，使填料處于受壓狀態(tài)，并緊密接觸填料函與閥桿，易達(dá)到無滲漏的密封。

　　雙調(diào)節(jié)蒸汽減壓閥的設(shè)計(jì)與計(jì)算

　　FESTO減壓閥閥體為球形，耐壓比高。閥瓣與閥座間錐面密封，密封面及過流部分堆焊鈷基硬質(zhì)合金。閥瓣在結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)上采用流線型，使蒸汽流動(dòng)路線光滑，有利于壓力的恢復(fù)和避免噪聲的產(chǎn)生。在導(dǎo)流套筒和下閥蓋中設(shè)有平衡孔，具有良好的平衡性。導(dǎo)流套筒通過不同結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)等百分比或線性等調(diào)節(jié)特性。在下閥蓋中，閥瓣設(shè)有導(dǎo)向套。在上腔中，導(dǎo)流套筒既可調(diào)節(jié)也可作為導(dǎo)向，從而減小了閥瓣振動(dòng)的幾率。導(dǎo)流套筒上的小孔是根據(jù)消聲器的原理設(shè)計(jì)，減少了噪聲產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，使運(yùn)行更加穩(wěn)定。為為避免水錘沖擊，在閥門處下閥蓋中設(shè)置疏水口。閥座與閥體間不采用焊接，維修更換方便。

　　3、FESTO減壓閥工作原理

　　FESTO減壓閥的開啟、減壓或關(guān)閉是通過壓力變送器和調(diào)節(jié)器，再由執(zhí)行機(jī)構(gòu)操縱帶動(dòng)閥桿(閥瓣) ，使閥桿(閥瓣) 在閥座和導(dǎo)流套筒內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，改變介質(zhì)的流通面積達(dá)到減壓的效果。新蒸汽由進(jìn)汽管進(jìn)入閥門下腔，當(dāng)閥瓣上下移動(dòng)時(shí)，蒸汽經(jīng)過流線型錐體通道，向上排出，進(jìn)入上汽腔的導(dǎo)流套筒內(nèi)。通過閥瓣調(diào)節(jié)其在閥座內(nèi)上下位置，控制錐體流通面積，實(shí)現(xiàn)次減壓的目的。同時(shí)，通過閥瓣調(diào)節(jié)其在導(dǎo)流套筒內(nèi)的相對(duì)位置，控制導(dǎo)流套筒上孔的數(shù)量，以改變介質(zhì)流通面積達(dá)到二次節(jié)流減壓的目的。

　　減壓閥為例，通過在液壓元件傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中嵌入敏感性分析，找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的敏感要素并提出解決對(duì)策，得到既滿足產(chǎn)品使用精度要求又降低經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的設(shè)計(jì)結(jié)果。這種新思路對(duì)降低研制成本，提高產(chǎn)品性價(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

　　引言

　　傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式中，零組件尺寸公差一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和公差給定。公差過大，不能產(chǎn)品質(zhì)量;公差過小，加工困難，成本提高。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，尋找精度要求與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的平衡點(diǎn)在產(chǎn)品研制時(shí)顯得更為重要。

　　敏感性分析是產(chǎn)品評(píng)價(jià)的一種方法，在一定程度上描述了不確定性因素的變動(dòng)對(duì)產(chǎn)品研制效果的影響，有助于搞清產(chǎn)品對(duì)不確定因素的不利變動(dòng)所能容許的風(fēng)險(xiǎn)程度，有助于鑒別敏感性因素，從而能夠及早排除那些無足輕重的變動(dòng)因素，將進(jìn)一步深入調(diào)查研究的重點(diǎn)集中在那些敏感性因素上，或者針對(duì)敏感性因素制定出對(duì)策，以達(dá)到盡量減少風(fēng)險(xiǎn)、增加研制性的目的。

　　本文以典型液壓元件——減壓閥為例，通過在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中嵌入敏感性分析，為產(chǎn)品研制在精度要求與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間尋求平衡提供了新思路。

　　1、敏感性分析

　　1.1、敏感性分析

　　敏感性分析是指通過分析產(chǎn)品要素發(fā)生增減變化時(shí)對(duì)產(chǎn)品目標(biāo)的影響，并計(jì)算敏感度系數(shù)和臨界點(diǎn)，找出敏感要素，確定產(chǎn)品目標(biāo)對(duì)該要素的敏感程度和產(chǎn)品對(duì)其變化的承受能力。

　　敏感性分析有單要素敏感性分析和多要素敏感性分析兩種。單要素敏感性分析是對(duì)單一可變要素變化的影響進(jìn)行分析，即假設(shè)產(chǎn)品各要素之間相互獨(dú)立，每次只考察一個(gè)要素，其他要素保持不變，以分析這個(gè)可變要素對(duì)產(chǎn)品目標(biāo)的影響程度和敏感程度。多要素敏感性分析是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上相互獨(dú)立的可變要素同時(shí)變化時(shí)，分析這些變化要素對(duì)產(chǎn)品目標(biāo)的影響程度和敏感度。通常只進(jìn)行單要素敏感性分析，單要素敏感性分析是敏感性分析的基本方法。