高速透气阀压力阀流场分析及启闭特性研究.pdf

机械设计与制造
2011年9月
Machinery Design & M
anliacuure
文章编号:1001-3997(2011)09-0075-03
を;高速透气阀压力阀流场分析及启闭特性研究
造
王存堂刘志勇胡红波
技
(江苏大学机械工程学院,镇江212013)
术
Flow field analysis and study on the open& shut characteristic of high
velocity pressure valve of air relief type
WANG Cun-tang, I TU Zhi-yong, HU Hong-bo
( School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
摘要】建立了高速透气阀压力阀的出流流场模型,对其压力场及速度场的分布情进行了分3
析。通过对比网门在半开和全开状态下的流场分布,得知:压カ阅门在全开状态时阀内压力更小
体出流速度更高,为比较好的工作状态。讨论了压力阀开启和关闭的具体过程,对于只有重力控制和重
カ与磁力联合控制两种情汎下压力的启闭特性分別进行了研究,分析了磁力对于透气的稳定开启
和消除颤振所起的作用及阀门控制力的设定原则。分析结果可为高速透气阀的优化设计和应用研究提
供借鉴。
关键词:高速透气阀;流场分析;磁力;启闭特性
i [Abstract] An u low field model of high velocity pressure padne of air relief pe is built, thich dis-i
tribution of pressure field and elocity field was analyzed. Through comparing the flow feld distribution of
valves in full-open and ha -open state, the conclusion was obtained full-open state is a better working
state with its lower pressure and higher outflow speed. Then the concrete opening and closing process is dis-
i cussed, n which the open and shut characteristic is in estigated in to situations alee is controlled only
4 by gravity and controlled by gravity and magnetic force jointly. Afieruwrds the role f magnetic force plr,
2 in stabilizing open and eliminating oscillation as well as the principle for setting control force is analyzed, i
t which analysis provides references for optimal design and aplication research of high velocity air Valves
Key words: High velocity air valves; Flow field analysis Magnetic force; Open and shut character
中图分类号:TH16,TU972文献标识码:A
头固定连接,阀杆(3)置于上阀体(8)和导流体(7)腔内,该阀杆上
货油舱高速透气阀是控制式透气系统必须装备的压力/真
部仲出导流体(7)且固定连接导流器(2),阀杆上方装有磁力调节
阀,用于石油、化学品、液化石油气、液化天然气运输船舶及超大杆(5),导流体(7)型廃内装有套于阅杆上且对应磁力调节杆(5)
型油船生产储油系统上的液货舱,可以释放货油舱内的油气広的永磁环(6),阀杆下部设置有配重块(4
力、确保装卸和加载过程中舱内维持适当的压力。它的工作性能
以及可靠性对保证油罐及储油的安全性至关重要为保证透气
开启和关闭的稳定性,增加工作的可靠性,不仅要对透气阀的
结构进行研究,还需要对其开启时的流场分布和阀芯的运动特性
进行研究,从国内外的研究来看,这方面的研究鲜有见到。针对
种常用的高速透气阀,建立了其流场模型,分析了其开启和关闭
的具体过程,总结了重力和磁力的分配原则,为透气阀的优化设
计和性能评估提供一定的理论依据。
2高速透气阀透气阀的简化结构及工作
图1高速透气阀简化结构
Fig. I Structure of the high velocity pressure/vacuum relief valve
原理
真空阀2.导流器3.阀杆4.配重块5.磁力调节杆(与阀杆固结)
6.水磁环(固定在导流体上)7.导流体8.上阀体9.三通下阀体10.阀座
高速透气阀的简化结构,如图1所示。主要包括压力阀、真
这种透气阀采用重力和磁力相结合的原理来稳定阀门的开启
空阀(1)和导流器(2)三部分,其中压力阀又有导流体(7)、上阀体和关闭。在装油和压载作业工况下,当高速透气阀的压力阀开启时
(8)、三通下阀体(9)和阀座(10)四级串联而成。导流体(7)固定在能使舱内的油气以大Jj(30-80)m/的高速度从导流体(7)和导流器
上阀体(8)上方,真空阀(1)与三通下阀体(9)的側面端口通过接(2)的间隙处垂直向上排至高空消散;在御油作业工况下,高速透气
来稿日期:2010-11-10基金顶目:江苏省重大科技支撑与自主创新专项引导资金项目-高速透气阀及关键设备研究(BFE2008093)