潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范

【資料簡(jiǎn)介】

潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范

在潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，自力式調(diào)節(jié)閥作為一次調(diào)壓閥(背壓閥)和二次調(diào)壓閥(減壓閥)，精確控制系統(tǒng)油壓，滿足不同使用點(diǎn)的需求。重油系統(tǒng)專用自力式壓力調(diào)節(jié)閥是不需要任何外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量而自動(dòng)調(diào)節(jié)的執(zhí)行產(chǎn)品，它沿用自力式減壓原理，采用平衡式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的非平衡式結(jié)構(gòu)相比，具有更高的精度，更強(qiáng)的抗力(閥前壓力波動(dòng)時(shí)，閥后壓力穩(wěn)定特殊性)，當(dāng)流量較穩(wěn)定時(shí)，控制精度高達(dá)5％，閥本身采用內(nèi)取壓方式，無(wú)須另配取壓管。該閥設(shè)定壓力方便，無(wú)須停機(jī)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)連續(xù)可調(diào)(在一定的范圍內(nèi))。 

1、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理(閥后壓力控制)   

調(diào)節(jié)閥工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥后壓力。當(dāng)閥后壓力P2增加時(shí)，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時(shí)，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，從而使P2降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力P2降低時(shí)，作用方向與上述相反，這就是自力式(閥后)壓力的工作原理。調(diào)節(jié)閥

 2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理(閥前壓力控制)  

工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。同時(shí)P1經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥前壓力。當(dāng)閥后壓力P1增加時(shí)，P1作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向離開閥座的方向移動(dòng)，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時(shí)，閥芯與閥座的流通面積減大，流阻變小，從而使P1降為設(shè)定值。同理，當(dāng)閥后壓力P1降低時(shí)，作用方向與上述相反，這就是自力式(閥前)壓力的工作原理。

潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，泵出口管線配備一次調(diào)壓閥。此閥為閥前調(diào)節(jié)，采用泄壓閥來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)，將過量的潤(rùn)滑油回流到油箱，控制油泵出口的油壓，并確保二次調(diào)壓閥的閥前壓力穩(wěn)定。根據(jù)潤(rùn)滑油系統(tǒng)設(shè)計(jì)的壓力和流量需求，的多款閥門均可用于控制油泵出口壓力，如直接作用式泄壓閥MR98、MR108或指揮器作用式的63EG-98HM系列等。閥前壓力P?經(jīng)過閥芯、閥座的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P?。P?經(jīng)過管線輸入上膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對(duì)位置，控制閥后壓力。當(dāng)P?增加時(shí)，P?作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時(shí)，頂盤上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置。這時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積減少，流阻變大，P?降低，直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P?降為設(shè)定值。同理，當(dāng)P?降低時(shí)。作用方向與上述相反，這就是閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。

潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)要求

　　油泵供油壓力　0.4MPa

　　油泵供油流量　3.3 m3 /h

　　燃?xì)廨啓C(jī)額定流量　2.6 m3 /h

　　燃機(jī)進(jìn)口前壓力穩(wěn)定范圍　0.25 ±0.07MPa

　　閥門結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度　L = 160 mm

　　閥門高度　H≤180 mm

　　閥門內(nèi)徑　d = 25 mm

潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范主要零件材料

材料代號(hào)		C（WCB）	P（304）	R（316）
主要 零件	閥體	WCB（ZG230-450）	ZG1Cr18Ni9Ti（304）	ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（316）
	閥芯、閥座	1Cr18Ni9Ti（304）	1Cr18Ni9Ti（304）	1Cr18Ni12Mo2Ti（316）
	閥桿	1Cr18Ni9Ti	1Cr18Ni9Ti	1Cr18Ni12Mo2Ti
	膜片	丁睛橡膠、乙丙橡膠、氯丁膠、耐油橡膠
	膜蓋	A3、A4鋼涂四氟乙烯
	填料	聚四氟乙烯、柔性石墨
	彈簧	60Si2Mn
	導(dǎo)向套	HPb59-1

三、自力式壓力調(diào)節(jié)閥 主要技術(shù)參數(shù)

公稱通徑DN（mm）		20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
額定流量系數(shù)Kv		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
額定行程（mm）		8		10		14	20		25	40		50
允許壓差（MPa）		2.5		2.0			1.6			1.0
公稱壓力（MPa）		1.6　4.0　6.4
流量特性		快開
壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa）		15～50、40～80、60～100、80～140、120～180、160～220、200～260、240～300、 280～350、330～400、380～450、430～500、480～560、540～620、600～700、680～800　780～900、880～1000、600～1500、1000～2500
調(diào)節(jié)精度（%）		±5
工作溫度℃		液體≤120；氣體≤80；帶冷凝器和散熱片≤350（適用于高溫工況）
適用介質(zhì)		執(zhí)水、氣體、蒸汽、低粘度介質(zhì)
允許泄漏量	硬密封（L/h）	單座≤10-4×閥額定容量（IV級(jí)）；雙座、套筒≤5×10-3閥額定容量（II級(jí)
	軟密封（ml/min）	0.15		0.30		0.45	0.60	0.90	1.7	4.0		6.75
減壓比		10
	最小	1.25

4、潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　安裝在燃機(jī)進(jìn)油旁通管路上的調(diào)節(jié)閥不僅需要調(diào)節(jié)主管路燃機(jī)進(jìn)口處的壓力, 還需要排掉油泵泵出的多余油量。一般的調(diào)節(jié)閥有直接作用薄膜式、直接作用波紋管式、先導(dǎo)活塞式、先導(dǎo)薄膜式和組合式等多種結(jié)構(gòu)。直接作用薄膜式調(diào)節(jié)閥的原理是由薄膜的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)閥門的開度變化來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力, 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單, 動(dòng)作可靠。直接作用波紋管式調(diào)節(jié)閥的工作原理和薄膜式相同, 只是由波紋管代替薄膜。先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥是先由閥門內(nèi)部的導(dǎo)閥動(dòng)作, 帶動(dòng)主閥瓣的開度變化來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力, 但是燃油介質(zhì)中的雜質(zhì)可能會(huì)堵塞閥門內(nèi)部的先導(dǎo)孔,導(dǎo)致閥門功能失效。組合式調(diào)節(jié)閥由主閥、導(dǎo)閥和截止閥等組成, 是一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng), 比較復(fù)雜, 增加了管路的復(fù)雜性。綜合比較各類型調(diào)節(jié)閥的特性,根據(jù)供油系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)情況, 采用直接作用薄膜式減壓閥的結(jié)構(gòu)作為調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)。

　　該調(diào)節(jié)閥以單彈簧作為外加壓力, 通過U 形薄膜和反饋腔的壓力直接進(jìn)行比較, 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。調(diào)節(jié)閥芯帶有長(zhǎng)導(dǎo)向軸結(jié)構(gòu), 可以防止由于壓力變化而引起的閥芯振動(dòng)或者發(fā)生卡阻。調(diào)節(jié)螺釘使閥門可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要來(lái)設(shè)定不同的壓力調(diào)節(jié)區(qū)間。閥芯和閥座設(shè)計(jì)成具有截止功能的結(jié)構(gòu), 當(dāng)反饋壓力低于要求值時(shí), 調(diào)節(jié)閥能夠*關(guān)閉, 確保主管路的壓力不低于系統(tǒng)要求的最小值。

5、潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范工作特性

　　目前大部分調(diào)節(jié)閥是使閥后的壓力保持在某個(gè)規(guī)定值, 但是在此燃機(jī)系統(tǒng)中, 調(diào)節(jié)閥被安裝在旁通管路上, 卻需要控制主管路燃機(jī)進(jìn)油口處的壓力, 因此, 需要從燃機(jī)進(jìn)油口處引出一個(gè)反饋信號(hào), 調(diào)節(jié)閥根據(jù)反饋信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)燃機(jī)進(jìn)油口處的壓力低于規(guī)定壓力值時(shí), 反饋壓力小于彈簧設(shè)定值, 彈簧將膜片往下壓, 減小閥門的開度, 使燃機(jī)進(jìn)油管路的流量增大, 壓力隨之升高。當(dāng)燃機(jī)進(jìn)油口處的壓力高于規(guī)定壓力值時(shí), 反饋壓力大于彈簧設(shè)定值, 反饋腔內(nèi)的油壓推動(dòng)膜片往上運(yùn)動(dòng), 增大閥門的開度, 使燃機(jī)進(jìn)油管路的流量減小, 壓力隨之降低。

6、潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范靜態(tài)特性分析

　　根據(jù)系統(tǒng)提供的參數(shù), 系統(tǒng)油泵提供燃油的流量恒定為3.3 m3 /h, 燃機(jī)的用油量為2.6 m3 /h。當(dāng)燃機(jī)的用油量時(shí), 其進(jìn)口處的壓力不能低于0.18 MPa。燃機(jī)停機(jī)時(shí), 進(jìn)口處的壓力不能高于0.32 MPa。由此確定了設(shè)計(jì)的理論參數(shù)。當(dāng)燃機(jī)用油量為2.6 m3 /h, 經(jīng)過調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié), 使燃機(jī)進(jìn)口處的壓力≥0.20MPa。當(dāng)燃機(jī)在緊急情況下停機(jī)時(shí), 燃機(jī)進(jìn)口處的壓力≤0.32MPa 。即無(wú)論燃機(jī)進(jìn)口處的流量值是多少, 燃機(jī)進(jìn)口處的壓力維持在0.20～0.32 MPa之間, 就能滿足系統(tǒng)的要求。

7、潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范模擬試驗(yàn)

　　通過模擬試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)閥樣機(jī)進(jìn)行了壓力調(diào)節(jié)性能試驗(yàn)。分別模擬了燃機(jī)從正常運(yùn)轉(zhuǎn)到突然加速至滿工況運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(狀態(tài)1) , 以及燃機(jī)從滿工況運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)到緊急停機(jī)的狀態(tài)(狀態(tài)2) , 對(duì)這兩個(gè)狀態(tài)中燃機(jī)進(jìn)油口處的壓力以及流量值進(jìn)行了測(cè)試記錄 。

8、潤(rùn)滑油系統(tǒng)自力式壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)語(yǔ)

　　經(jīng)過理論設(shè)計(jì)計(jì)算、靜態(tài)特性分析和性能試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比, 調(diào)節(jié)閥的壓力調(diào)節(jié)指標(biāo)達(dá)到了技術(shù)要求。調(diào)節(jié)閥在模擬試驗(yàn)系統(tǒng)上的試驗(yàn)表明, 燃?xì)廨啓C(jī)在任意的一種工況下, 調(diào)節(jié)閥均能夠使燃機(jī)進(jìn)口處的壓力穩(wěn)定在0.20～0.32 MPa之間。該閥門能夠較好地完成壓力的調(diào)節(jié)功能, 對(duì)船上燃機(jī)起到了很好的保護(hù)作用。自力式調(diào)節(jié)閥與普通控制閥相比有多種差異，但這些差異并不影響在油田的使用。油田的絕大多數(shù)場(chǎng)合如計(jì)量站、集油站、轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站等場(chǎng)合生產(chǎn)過程壓力、溫度不高（1.0MPa,100℃以下），介質(zhì)黏度不大（2×10-4m2/s以下），控制精度要求不高（一般±10% ），自力式調(diào)節(jié)閥*可以滿足生產(chǎn)需要。