FESTO減壓閥的設(shè)計與計算

　　介紹了蒸汽FESTO減壓閥的結(jié)構(gòu)特點、調(diào)節(jié)性能、工作原理與設(shè)計計算方法。針對傳統(tǒng)蒸汽減壓閥只能實現(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行了對比分析，提出了新型蒸汽減壓閥設(shè)計的思路和適用工況。

　　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

　　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)閥口時速度達到音速及音速以上，了減壓效果。認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，易達到無滲漏的密封。

　　雙調(diào)節(jié)蒸汽減壓閥的設(shè)計與計算

　　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)計上采用流線型，使蒸汽流動路線光滑，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，減少了噪聲產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，使運行更加穩(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)行機構(gòu)操縱帶動閥桿(閥瓣) ，使閥桿(閥瓣) 在閥座和導(dǎo)流套筒內(nèi)上下運動，改變介質(zhì)的流通面積達到減壓的效果。新蒸汽由進汽管進入閥門下腔，當(dāng)閥瓣上下移動時，蒸汽經(jīng)過流線型錐體通道，向上排出，進入上汽腔的導(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，實現(xiàn)次減壓的目的。同時，通過閥瓣調(diào)節(jié)其在導(dǎo)流套筒內(nèi)的相對位置，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)計中嵌入敏感性分析，找出產(chǎn)品設(shè)計目標(biāo)實現(xiàn)的敏感要素并提出解決對策，得到既滿足產(chǎn)品使用精度要求又降低經(jīng)濟指標(biāo)的設(shè)計結(jié)果。這種新思路對降低研制成本，提高產(chǎn)品性價比和競爭力具有重要意義。

　　引言

　　傳統(tǒng)設(shè)計方式中，零組件尺寸公差一般根據(jù)經(jīng)驗和公差給定。公差過大，不能產(chǎn)品質(zhì)量;公差過小，加工困難，成本提高。在市場競爭日益激烈的今天，尋找精度要求與經(jīng)濟指標(biāo)的平衡點在產(chǎn)品研制時顯得更為重要。

　　敏感性分析是產(chǎn)品評價的一種方法，在一定程度上描述了不確定性因素的變動對產(chǎn)品研制效果的影響，有助于搞清產(chǎn)品對不確定因素的不利變動所能容許的風(fēng)險程度，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因素，將進一步深入調(diào)查研究的重點集中在那些敏感性因素上，或者針對敏感性因素制定出對策，以達到盡量減少風(fēng)險、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)計中嵌入敏感性分析，為產(chǎn)品研制在精度要求與經(jīng)濟指標(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)生增減變化時對產(chǎn)品目標(biāo)的影響，并計算敏感度系數(shù)和臨界點，找出敏感要素，確定產(chǎn)品目標(biāo)對該要素的敏感程度和產(chǎn)品對其變化的承受能力。

　　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單一可變要素變化的影響進行分析，即假設(shè)產(chǎn)品各要素之間相互獨立，每次只考察一個要素，其他要素保持不變，以分析這個可變要素對產(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兩個或兩個以上相互獨立的可變要素同時變化時，分析這些變化要素對產(chǎn)品目標(biāo)的影響程度和敏感度。通常只進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。