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1、學兔兔www.xuetutu.com快速泄放閥的運動特性分析Movementcharacteristicanalysisforrapidreleasedvalve張永彬，姚進，余德平，肖蒙，蔣正茂ZHANGYong．bin，YA0Jin，YUDe．ping，XlAOMeng，JIANGZheng．mao(四川大學制造科學與工程學院，成都610065)擒要：提出了一種快速泄放閥，其響應時間在1ms左右，并且闡述了該閥門的結構和工作原理。建立了閥門的虛擬樣機模型，對閥門的快速響應性能進行仿真分析。同時建立了實驗平臺測量了閥門的響應特性和放氣過程中壓力變化，將
2、仿真結果與實驗測量的數(shù)據(jù)進行了對比分析，仿真結果與實驗測量數(shù)據(jù)總體趨勢能夠較好吻合。此外，還對閥門在不同氣壓下的響應特性進行了測量和分析。關鍵詞t泄放閥；快速響應；仿真對比；響應特性中田分類號：TH113文獻標識碼：A文章編號：1009-0134(2015)10(下)一0106-04Ooi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2015．20．310引言夾緊裝置實現(xiàn)對閥桿夾緊和放松。夾緊裝置中設計有兩某些重大的實驗要求實驗過程安全可靠地進行。當對壓電晶體，當給壓電晶體施加IOOV電壓時，壓電晶反應出現(xiàn)突發(fā)意外時，要向反應裝置系統(tǒng)中快速地注入體
3、會伸長并且產(chǎn)生力。閥門有一個體積為80cm的儲氣惰性氣體，制止實驗的進行，防止發(fā)生破壞性實驗，保室，出氣口的面積為2．Olcm。。閥門設計有碟簧，當給護實驗裝置和現(xiàn)場實驗人員的安全。為了保證實驗安全壓電晶體斷電時，在碟簧作用力下閥桿會快速的回彈。的進行，就需要一個快速響應閥門，當實驗出現(xiàn)突發(fā)狀此外在閥門上端設計有緩沖裝置，緩沖裝置能夠吸震，況時候，可以通過閥門快速的向裝置中注入惰性氣體。其作用是減少閥桿的震蕩。由于裝置中的實驗迅速劇烈，所以閥門的響應時間應當1．2工作原理小于實驗預測時間，要求閥門響應時間在lms左右。文閥門的工作原理：當閥門上端輸入壓縮
4、氣體時，獻【1】中提出的一種快速響應閥門，其響應時間為4ms，氣體通過薄膜驅動閥桿向下移動閥桿帶動閥芯向下移不滿足我們的使用要求。文獻【2忡提出的快速響應閥，動；當閥芯與密封面實現(xiàn)密封后，這時給壓電晶體施加存在由于空氣阻力存在較大延遲的問題，并且由于電磁的作用會對機構產(chǎn)生較大的機械力。文獻【3】提到的快速閥由于結構復雜，具有摩擦阻力大影響響應時間?，F(xiàn)有文獻【1～5】中提到的閥門都不滿足我們使用要求，所以為了能夠保證實驗安全的進行，設計一個響應速度快放氣迅速的閥門是有必要的。為了解決快速響應問題，我們設計了一個快速泄放閥，其響應時間在lms左右。本文介紹了
5、該閥門的設計和工作原理以及對閥門快速響應作了分析和進行相關實驗測定。1閥門結構和原理1．1閥門結構圖l是本閥門的機構簡圖，閥門上端設計有薄膜，上端輸送的壓縮氣體通過薄膜驅動閥門運動件動作。閥門運動件包括有：閥桿和閥芯。閥門設計有夾緊裝置，圖1閥門結構圖收稿日囊：2015-05-20基盒硬目：四川省科技廳應用基礎計劃項目(2012JY0085)作者簧介：張永彬(1989一)，男，天津寧河人，碩士研究生，研究方向為高溫高壓閥門的設計?！?06l第37卷第1O期2015—10(下)學兔兔www.xuetutu.com學兔兔www.xuetutu.com從仿真結
6、果可以看出閥門的響應時間在0．5ms左右，閥芯上升的最大位移大約在4．2mm。3實驗及數(shù)據(jù)3．1實驗設備為了測量閥門響應時間，我們實驗室建立了測量閥門響應時間的實驗裝置。實驗裝置由氣動控制系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)三個部分組成。氣動控制系統(tǒng)由氣瓶、減壓閥、電磁閥、壓力表、壓力傳感器和一些輔助器件組成，氣動控制系統(tǒng)給閥門輸送壓縮氣體和工作圖7儲氣室壓力變化曲線氣體。電路控制系統(tǒng)由壓電晶體控制箱和程序控制箱組成，電路控制系統(tǒng)控制壓電晶體和電磁閥的動作。檢測從圖中可以看出仿真結果與實驗數(shù)據(jù)總體趨于一致，系統(tǒng)由檢測程序、磁柵尺傳感器、采集卡和一臺電腦組由于在A
7、dams仿真中沒有考慮電路系統(tǒng)和壓電晶體的電成，檢測系統(tǒng)的作用是檢測閥芯的響應曲線。檢測原理流反應時間，可以看出實驗數(shù)據(jù)比仿真結果大約延遲是在閥芯上安裝磁柵尺傳感器，將閥芯的動作信號通過0．3ms，實驗數(shù)據(jù)曲線開始有些抖動是由于閥桿接觸到傳感器傳遞給電腦，這時檢測程序就會將閥芯的動作曲緩沖裝置所產(chǎn)生的反彈造成的。線繪制出來。采集卡負責采集放氣過程中工作氣體的壓力變化。圖5是實驗裝置的實物圖。一圖5實驗裝置圖在響應測試實驗中，閥門上端壓縮氣體的壓力為0．8Mpa，閥門儲氣室中工作氣體的壓力為4Mpa。當壓圖8實測數(shù)據(jù)與仿真結果對比圖電晶體斷電后，閥芯向上運
8、動，通過安裝在閥芯上的磁柵尺來檢測閥門響應特性，通過采集卡采集儲氣室中的3．3不
