液壓平衡閥概述

       液壓平衡閥是平衡回路中的關(guān)鍵元件,在現(xiàn)代工程機(jī)械尤其是在起重機(jī)械中應(yīng)用廣泛。起重設(shè)備中的提升、變幅及伸縮等機(jī)構(gòu)在下降時,在運(yùn)動方向與負(fù)載作用方向相同的情況下,必須在回油處設(shè)置平衡閥,用以平衡負(fù)載,保證執(zhí)行元件平穩(wěn)運(yùn)行,從而提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。平衡閥對液壓平衡回路系統(tǒng)整體的工作平穩(wěn)性、可靠性和系統(tǒng)效率有重要的影響。本文采用了理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,對板式平衡閥和螺紋插裝式平衡閥的工作原理、閥口面積計(jì)算、內(nèi)部流場及動態(tài)特性進(jìn)行分析比較與計(jì)算,研究主要參數(shù)對其性能的影響,為高性能平衡閥設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

   主要內(nèi)容如下: 第1章,闡述了本課題研究的背景和意義;概述了液壓平衡閥的研究現(xiàn)狀和存在的問題;概括了本文的主要研究內(nèi)容。

         第2章,介紹幾種常用的液壓平衡閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存在的問題,并對板式平衡閥和螺紋插裝式平衡閥做了分析比較。

       第3章,對板式平衡閥和螺紋插裝式平衡閥的閥口面積進(jìn)行了數(shù)值解析,得到這平衡閥閥口面積的曲線;利用Fluent軟件對板式平衡閥和螺紋插裝式平衡閥的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值解析,得到平衡閥在不同閥口開度下的壓力、流速分布情況,并對數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析比較。

       第4章,運(yùn)用AMESim軟件建立帶有板式平衡閥的液壓平衡回路的AMESim仿真模型,得到板式平衡閥在各種工況下的動態(tài)響應(yīng)曲線。仿真分析了油缸負(fù)重和平衡閥內(nèi)阻尼孔、主閥芯節(jié)流槽類型、彈簧剛度主要參數(shù)對平衡閥及其回路動態(tài)特性的影響。結(jié)果表明油缸負(fù)重、平衡閥內(nèi)阻尼孔和節(jié)流槽類型對活塞桿下行運(yùn)動的速度平穩(wěn)性具有重要影響。

        第5章,建立了帶有螺紋插裝式平衡閥的液壓平衡回路的AMESim仿真模型,仿真分析了油缸負(fù)重和平衡閥內(nèi)阻尼孔、閥口錐角、彈簧剛度等主要參數(shù)對平衡閥及其回路動態(tài)特性的影響。結(jié)果表明油缸負(fù)重、平衡閥內(nèi)阻尼孔和閥口錐角等對油缸下行運(yùn)動的速度平穩(wěn)性產(chǎn)生重要影響,本研究為螺紋插裝式平衡閥的設(shè)計(jì)及平衡回路參數(shù)匹配提供了指導(dǎo)。并與第四章中影響板式平衡閥動態(tài)特性參數(shù)進(jìn)行分析及比較,得出兩者在影響平衡閥結(jié)構(gòu)及平衡閥回路系統(tǒng)性能的區(qū)別。 后,對本論文的研究工作和成果進(jìn)行了總結(jié),展望了下一步的研究工作。
     平衡閥是一種特殊功能的閥門，它具有良好的流量特性，有閥門開啟度指示，開度鎖定裝置及用于流量測定的測壓小閥。利用智能儀表，輸入閥門型號和開度值，根據(jù)測得的壓差信號就可直接顯示出流經(jīng)該平衡閥的流量值，只要在各支路及用戶入口裝上適當(dāng)規(guī)格的平衡閥，并用智能儀表進(jìn)行一次性調(diào)試，就可使各用戶的流量達(dá)到設(shè)定值。 平衡閥是在水力工況下，起到動態(tài)、靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門。如：靜態(tài)平衡閥，動態(tài)平衡閥。靜態(tài)平衡閥亦稱平衡閥、手動平衡閥、數(shù)字鎖定平衡閥、雙位調(diào)節(jié)閥等，它是通過改變閥芯與閥座的間隙（開度），來改變流經(jīng)閥門的流動阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對象是系統(tǒng)的阻力，能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配，各支路同時按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求，起到熱平衡的作用。動態(tài)平衡閥分為動態(tài)流量平衡閥，動態(tài)壓差平衡閥，自力式自身壓差控制閥等.平衡閥屬于調(diào)節(jié)閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙（即開度），改變流體流經(jīng)閥門的流通阻力，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。平衡閥相當(dāng)于一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件，對不可壓縮流體，由流量方程式可得。 與其它閥門相比，平衡閥主要有以下特點(diǎn)：    
(1)直線型流量特性，即在閥門前后壓差不變情況下，流量與開度大體上成線性關(guān)系；   
(2)有的開度指示；   
(3)有開度鎖定裝置，非管理人員不能隨便改變開度；表連接，可方便地顯示閥門前后的壓差及流經(jīng)閥門的流量。盡管平衡閥具有很多優(yōu)點(diǎn)，但它在空調(diào)水系統(tǒng)的應(yīng)用還存在不少問題。如果這些問題解決不好，平衡閥的特點(diǎn)并不能充分顯現(xiàn)出來。平衡閥的作用是為了調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)，各個分配點(diǎn)的（如每一個樓座）的預(yù)定流量。每一座樓的入口處都安裝平衡閥，可以使供暖系統(tǒng)的總流量得到合理分配。    
平衡閥的原理是閥體內(nèi)的反調(diào)節(jié)，當(dāng)入口處壓力加大時，自動減小通徑，減少流量的變化，反之亦然。如果反接，這套調(diào)節(jié)系統(tǒng)就不起作用。而且起調(diào)節(jié)作用的閥片，是有方向性的，反向的壓力甚至可以減少甚至封閉流量。 既然安裝平衡閥是為了更好的供暖，就不存在反裝的問題。如果是反裝，就是人為的錯誤，當(dāng)然就會糾正。平衡閥屬于調(diào)節(jié)閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙（即開度），改變流體流經(jīng)閥門的流通阻力，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。平衡閥相當(dāng)于一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件，對不可壓縮流體，由流量方程式可得。   
Kv為平衡閥的閥門系數(shù)。它的定義是：當(dāng)平衡閥前后差壓為1bar（約1kgf/cm2）時，流經(jīng)平衡閥的流量值（m3/h）。平衡閥全開時的閥門系數(shù)相當(dāng)于普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數(shù)Kv不變，也就是說閥門系數(shù)Kv由開度而定。通過實(shí)測獲得不同開度下的閥門系數(shù)，平衡閥就可做為定量調(diào)節(jié)流量的節(jié)流元件。    

在管網(wǎng)平衡調(diào)試時，用軟管將被調(diào)試的平衡閥的測壓小閥與智能儀表連接，儀表可顯示出流經(jīng)閥門的流量值（及壓降值），經(jīng)與儀表人機(jī)對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后，儀表通過計(jì)算、分析、得出管路系統(tǒng)達(dá)到水力平衡時該閥門的開度值。平衡閥屬于調(diào)節(jié)閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙，改變流體流經(jīng)閥門的流通阻力，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。    
1.不應(yīng)隨意變動平衡閥開度管網(wǎng)系統(tǒng)安裝完畢，并具備測試條件后，使用智能儀表對全部平衡閥進(jìn)行調(diào)試整定，并將各閥門開度鎖定，使管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水力工況平衡。在管網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，不應(yīng)隨意變動平衡閥的開度，特別是不應(yīng)變動開度鎖定裝置。   
2.不必再安裝截止閥。在檢修某一環(huán)路時，可將該環(huán)路上的平衡閥關(guān)閉，此時平衡閥起到截止閥截?cái)嗨鞯淖饔?，檢修完畢后再回復(fù)到原來鎖定的位置。因此安裝了平衡閥，就不必再安裝截止閥。

3.系統(tǒng)增設(shè)（或取消）環(huán)路時應(yīng)重新調(diào)試整定在管網(wǎng)系統(tǒng)中增設(shè)（或取消）環(huán)路時，除應(yīng)增加（或關(guān)閉）相應(yīng)的平衡閥之外，原則上所有新設(shè)的平衡閥及原有系統(tǒng)環(huán)路中的平衡閥均應(yīng)重新調(diào)試整定（原環(huán)路中支管平衡閥不必重新調(diào)整）。在空調(diào)及采暖系統(tǒng)中，作為輸配能量的水循環(huán)系統(tǒng)的水力平衡是非常重要的。一個平衡的水力系統(tǒng)是滿足用戶需求、節(jié)約運(yùn)行能耗的基礎(chǔ)。 在空調(diào)及采暖系統(tǒng)中，冷（熱）媒由閉式管路系統(tǒng)輸配到各用戶。對于一個設(shè)計(jì)優(yōu)良的管網(wǎng)系統(tǒng)，各用戶在末端控制閥（電控閥、溫控閥等）的開度為99%時應(yīng)該均能獲得設(shè)計(jì)水量，而各用戶在末端控制閥的開度改變時既可得到所需的流量又互不干擾。這樣的水系統(tǒng)是一個水力平衡的系統(tǒng)，否則就是水力不平衡系統(tǒng)，水力不平衡又稱水力失調(diào)。這種水力失調(diào)是隨機(jī)變化的、動態(tài)的。這種失調(diào)現(xiàn)象靜態(tài)平衡閥無法解決，只能用動態(tài)平衡閥來解決。如還想了解更多閥門資料，請點(diǎn)擊減壓閥查看。