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核电蒸汽发生器气动控制阀动态响应与静态特性的试验研究
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作者 洪雪娇 刘平 +6 位作者 向方娜 岳阳 顾纯宇 高志岗 汪栩涵 林振浩 钱锦远 《机电工程》 北大核心 2025年第10期1924-1930,2000,共8页
蒸汽发生器气动控制阀是核电站一回路系统中调节流量、压力的核心部件之一,其调节和响应性能对回路系统的稳定运行具有关键作用。由于蒸汽发生器气动控制阀要求调节精度高和响应特性快,以具体的某个项目中涉及到的核电蒸汽发生器气动控... 蒸汽发生器气动控制阀是核电站一回路系统中调节流量、压力的核心部件之一,其调节和响应性能对回路系统的稳定运行具有关键作用。由于蒸汽发生器气动控制阀要求调节精度高和响应特性快,以具体的某个项目中涉及到的核电蒸汽发生器气动控制阀为研究对象,通过静态试验和动态响应试验,开展了针对影响气动控制阀动态响应特性的潜在因素的研究,评估了蒸汽发生器气动控制阀的静态性能与动态响应性能。首先,测量了基本误差、回差、死区、始终点偏差和额定行程偏差,对气动控制阀的静态性能进行了验证;然后,开展了标准压力、减少进气压力和增大进气压力三种工况的动态响应实验;最后,研究了定位器进气调节、执行器密封完整性和阀杆摩擦力等因素对气动控制阀动态响应特性的影响。研究结果表明:气动控制阀最大基本误差在1.0%以内,死区在0.2%以内,小于合格标准值;动态响应达到设定值的时间均远小于指标要求值,且没有观察到超调现象。该研究提出了如何提高控制阀性能的措施,包括优化定位参数和减少机械摩擦,对提高气动控制阀的调节和响应性能具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 气压元件 气动控制阀 蒸汽发生器 动态响应特性 静态特性 调节精度 性能评估
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基于小容腔压力控制的气动方向控制阀切换时间测量研究
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作者 贾益璠 钱墅 +2 位作者 刘丽娇 浦晨玮 钱鹏飞 《机电工程》 北大核心 2025年第4期658-666,共9页
针对国标中气动方向控制阀切换时间测量不完善的问题,补充了对于非排气切换时间的测量;此外,鉴于测量中供气压力的要求和实验条件的限制,还设计了一种基于30 L小容腔的模糊PI恒压控制系统,以替代足够容量的储气罐,满足气动方向控制阀切... 针对国标中气动方向控制阀切换时间测量不完善的问题,补充了对于非排气切换时间的测量;此外,鉴于测量中供气压力的要求和实验条件的限制,还设计了一种基于30 L小容腔的模糊PI恒压控制系统,以替代足够容量的储气罐,满足气动方向控制阀切换时间测量的压力控制要求。首先,将模糊控制理论与PID算法相结合,设计了模糊PI压力控制器;然后,搭建了基于30 L小容腔的模糊PI恒压控制系统实验平台,进行了压力控制实验和结果分析;最后,采用所设计的恒压供气系统对多种气动方向控制阀的切换时间(排气切换时间、充气切换时间和非排气切换时间)进行了测量实验,分析了测量结果,验证了该系统的可行性。研究结果表明:该压力控制系统可对630 kPa目标压力进行不超过±500 Pa误差的高精度压力控制;在无法提供足够容量储气罐的条件下,该系统可作为替代方案对气动方向控制阀切换时间进行测量。此外,该研究可为现行国标的后续修订提供指导。 展开更多
关键词 气压控制阀 方向控制阀 高精度压力控制 切换时间 测试方法 模糊PI压力控制系统 模糊PI算法
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基于离散相模型的V型球阀阀芯优化和冲蚀分析
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作者 张少杰 张仲欣 李亚兵 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第3期178-184,共7页
针对造纸公司排放管路中固态粒子、流体物质及纤维对管壁造成的多次碰撞和摩擦,导致管道磨损严重,进而影响其使用寿命和安全性的问题,开展固-液两相输送阀门的颗粒流动特性和壁面磨损的研究。选取了某公司的V型球阀作为研究对象,基于有... 针对造纸公司排放管路中固态粒子、流体物质及纤维对管壁造成的多次碰撞和摩擦,导致管道磨损严重,进而影响其使用寿命和安全性的问题,开展固-液两相输送阀门的颗粒流动特性和壁面磨损的研究。选取了某公司的V型球阀作为研究对象,基于有限元模拟和试验手段,探究了其在不同锥角角度下的流动机理。在此基础上,进一步引入锥角的曲率变换,并应用离散相模型解析其侵蚀损坏现象。研究结果显示在不同阀芯锥角角度下出现不同现象:锥角为60°时,阀内未出现空化现象;锥角为30°时,阀口附近流速达到最大值33.55 m/s;而锥角为90°时,流速最小。这一现象与压力场分布相对应。通过阻力特性实验发现,优化后的阀芯结构阻力系数显著小于原始模型。此外,通过引入弧度并结合离散相模型分析发现,随着弧度的增大,最大冲蚀速率逐渐减小,且引入弧度的模型优于其他两种阀芯锥角模型。因此,可以得出结论:引入阀口弧度的模型在抗冲蚀能力上优于不同锥角模型。本研究为阀门设计与施工提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 V型球阀 离散相模型 侵蚀 固液 两相流 数值模拟
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基于MVH的气动调节阀气室漏气在线故障诊断
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作者 丁栋杰 尚群立 《高技术通讯》 北大核心 2025年第1期85-92,共8页
气室漏气是气动调节阀常见故障之一,虽然已有许多故障诊断方法,但大多是基于操作条件不变的稳态情况下进行的。然而,在实际应用中操作条件随着工况需求而改变,而这些方法无法满足在线故障诊断的需要。本文提出了基于多变量直方图(multiv... 气室漏气是气动调节阀常见故障之一,虽然已有许多故障诊断方法,但大多是基于操作条件不变的稳态情况下进行的。然而,在实际应用中操作条件随着工况需求而改变,而这些方法无法满足在线故障诊断的需要。本文提出了基于多变量直方图(multivariable histogram,MVH)的气动调节阀气室漏气在线故障诊断方法,将阀位设定值作为解释变量,气室气压作为观察变量,建立MVH参考模型和实时模型,模型的输出为解释变量所对应观察变量的分布,此时故障可以看作观察变量分布的变化,通过比较参考模型和实时模型输出分布差异的阈值,对气室漏气故障及其严重程度进行实时诊断。Simulink仿真平台数据和实验台架真实数据都验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 气动调节阀 气室漏气 在线故障诊断 多变量直方图模型
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基于超低温实验的LNG截止阀密封可靠性
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作者 范成裕 刘洋 +1 位作者 滕媛媛 张高源 《计算机辅助工程》 2025年第1期31-37,42,共8页
基于超低温实验获得的LNG用截止阀的填料温度和泄漏率数据,使用基于有限元分析的新型泄漏分析方法计算阀门密封面间隙,考虑多种影响因素评估超低温截止阀的泄漏情况,并识别潜在的泄漏危险点。应用单因素分析法识别x方向位移、阀杆螺纹... 基于超低温实验获得的LNG用截止阀的填料温度和泄漏率数据,使用基于有限元分析的新型泄漏分析方法计算阀门密封面间隙,考虑多种影响因素评估超低温截止阀的泄漏情况,并识别潜在的泄漏危险点。应用单因素分析法识别x方向位移、阀杆螺纹预紧力、密封面摩擦系数、合金热膨胀系数和弹性模量等5个与阀门泄漏相关的影响因子,利用6-sigma分析法探究其对泄漏率的灵敏度,并给出该尺寸截止阀的泄漏失效分布情况,直观展示导致阀门失效的影响因子。 展开更多
关键词 LNG 截止阀 超低温实验 密封面 泄漏 可靠性 6-SIGMA
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大口径蝶阀内流特性的数值分析
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作者 聂家熙 曾庚运 +3 位作者 朱文斌 王照彤 金志江 钱锦远 《化工机械》 2025年第4期605-610,653,共7页
对大口径蝶阀在不同开度下的稳态流场进行数值模拟分析,得到10~90°开度下的流场特征,绘制不同开度下压力损失系数和流阻特性曲线。结果表明,在开度小于60°的情况下,蝶阀流通性能大幅度下降,本研究可为蝶阀装置设备选型提供理... 对大口径蝶阀在不同开度下的稳态流场进行数值模拟分析,得到10~90°开度下的流场特征,绘制不同开度下压力损失系数和流阻特性曲线。结果表明,在开度小于60°的情况下,蝶阀流通性能大幅度下降,本研究可为蝶阀装置设备选型提供理论支撑。 展开更多
关键词 大口径蝶阀 开度 数值模拟 流动特性 流阻系数
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氢能源汽车用气动开关电磁阀静态电磁力分析
7
作者 王鸿 许惠云 +3 位作者 王东雨 彭聪 刘小雪 訚耀保 《流体测量与控制》 2025年第4期1-5,共5页
气动电磁开关阀利用线圈通电时动衔铁所产生的电磁力来推动衔铁发生位移,以控制气动阀的开关。电磁吸力作为影响阀动态特性的关键因素,其理论模型及优化尚不完善。结合电磁理论,本文分析了氢能源汽车用电磁阀气隙的边缘磁通效应、材料... 气动电磁开关阀利用线圈通电时动衔铁所产生的电磁力来推动衔铁发生位移,以控制气动阀的开关。电磁吸力作为影响阀动态特性的关键因素,其理论模型及优化尚不完善。结合电磁理论,本文分析了氢能源汽车用电磁阀气隙的边缘磁通效应、材料磁饱和、漏磁以及端面锥角系数,考虑电磁吸力影响因素,进行电磁吸力的优化设计。通过Maxwell模拟仿真获得了各系数与电磁阀结构参数之间的关系曲线,确定了维持电磁吸力的结构优化参数。通过对理论模型电磁吸力与数值模拟仿真值进行对比,验证了所建立的理论模型的正确性。 展开更多
关键词 开关电磁阀 电磁力 优化 气动 氢能源汽车
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数据不平衡分布下燃气调压器故障识别方法
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作者 尹孟伟 王勇 王超群 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第2期346-353,415,共9页
针对燃气调压器故障识别中不平衡数据影响模型识别能力的问题,提出一种一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,简称1D-CNN)与注意力机制(squeeze-and-excitation,简称SE)相结合的改进深度卷积神经网络(SE-1DC... 针对燃气调压器故障识别中不平衡数据影响模型识别能力的问题,提出一种一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,简称1D-CNN)与注意力机制(squeeze-and-excitation,简称SE)相结合的改进深度卷积神经网络(SE-1DCNN)方法。首先,使用一维卷积核提取故障特征;其次,在交替的卷积层后添加SE模块用于通道加权,选择性地保留所需的重要信息特征,并抑制弱相关的特征;最后,使用类平衡损失函数代替交叉熵损失函数来抵消不平衡分布给网络造成的影响。实验结果表明,根据真实环境中采集的不平衡故障数据,所提改进模型与其他故障识别模型相比有更好的故障识别能力,准确率高达98.17%。 展开更多
关键词 故障识别 燃气调压器 类平衡损失函数 卷积神经网络 注意力机制
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核电严酷工况下采用特殊迷宫多孔式调节的研究与应用
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作者 刘旭东 《流体测量与控制》 2025年第1期58-63,共6页
迷宫式调节阀的抗汽蚀设计是基于在特定温度工况下,普通阀门内部出现的流体速度过高而产生汽蚀、闪蒸、振动及噪声等现象。通过合理控制流体流速,迷宫式调节阀经过多级降压避免了汽蚀现象,可以消除不安全因素。通过对迷宫式调节阀降压... 迷宫式调节阀的抗汽蚀设计是基于在特定温度工况下,普通阀门内部出现的流体速度过高而产生汽蚀、闪蒸、振动及噪声等现象。通过合理控制流体流速,迷宫式调节阀经过多级降压避免了汽蚀现象,可以消除不安全因素。通过对迷宫式调节阀降压级数理论计算和仿真分析,采用数值模拟方法验证理论计算结果,并结合套筒阀设计经验,验证了将引进吸收的DRAG控制阀(迷宫式控制阀)技术应用在具有降压原理的笼式套筒阀上的方案,并成功地应用在某核电项目中。 展开更多
关键词 迷宫式调节阀 汽蚀 逐级降压
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一种气路控制结构的设计与应用
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作者 孙长春 《设备管理与维修》 2025年第10期109-112,共4页
设计一种气路控制结构,可广泛应用于重要气动阀门的控制与监测,降低阀门出现拒动或误动的安全风险,提高气源控制的可靠性。
关键词 气路控制结构 控制阀 在线试验
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基于SMA致动的三位三通阀和两位三通阀设计
11
作者 吴雷 《新技术新工艺》 2025年第1期20-28,共9页
随着我国新能源汽车技术的快速发展,在汽车座椅舒适系统中,传统的电磁阀在能耗、体积、重量和噪声等方面面临着新的挑战,往往不足以满足市场端差异化的需求。因此,对智能材料目前的研究和应用现状进行了大量调研,结合实验验证,从微型致... 随着我国新能源汽车技术的快速发展,在汽车座椅舒适系统中,传统的电磁阀在能耗、体积、重量和噪声等方面面临着新的挑战,往往不足以满足市场端差异化的需求。因此,对智能材料目前的研究和应用现状进行了大量调研,结合实验验证,从微型致动器工程实际应用的角度出发,筛选、研究和分析了热致动智能材料、电致动智能材料、磁致动智能材料各自的致动原理和优缺点,对比分析了各自的性能,并从中选取了SMA合金丝作为驱动器的核心驱动部件。介绍了SMA合金丝的驱动原理,以及如何采用SMA合金丝进行气动三位三通阀和两位三通阀的设计和计算,并详细介绍了SMA合金丝的选型,结构设计、计算及驱动方式等,分别设计出一款三位三通阀和一款两位三通阀。该产品有效地解决了传统电磁铁方案噪声大、重量大的问题,具有结构紧凑、设计简单、驱动方便、运行可靠、噪声低等优点。该产品也可以用于智能家居、医疗健康等行业。 展开更多
关键词 SMA 形状记忆合金 致动器 微型气阀
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气动调节阀粘滞故障检测与参数辨识方法研究 被引量:1
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作者 向方娜 管桉琦 +2 位作者 林振浩 金志江 钱锦远 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第8期23-30,共8页
为了研究气动调节阀的粘滞特性问题,以CHEN粘滞模型作为阀门粘滞特性问题的基础模型,提出一种阀门粘滞故障的检测与改进的参数辨识方法。通过搭建粘滞故障试验台,模拟实际情况中发生不同程度粘滞时的阀杆运动状态,揭示阀门粘滞发生的机... 为了研究气动调节阀的粘滞特性问题,以CHEN粘滞模型作为阀门粘滞特性问题的基础模型,提出一种阀门粘滞故障的检测与改进的参数辨识方法。通过搭建粘滞故障试验台,模拟实际情况中发生不同程度粘滞时的阀杆运动状态,揭示阀门粘滞发生的机理。使用随机森林算法对振荡源进行分类,实现对粘滞故障的检测。使用基于Hammerstein模型的粒子群优化算法求解粘滞参数最优解,提出粘滞双参数取值范围的确定方法,实现欠补偿、无补偿和过补偿3种状态下的粘滞参数辨识。结果表明:阀门粘滞程度与阀杆所受动静摩擦力有关;在不考虑外界因素的影响下,提出的粘滞检测方法对4种振荡源的分类准确率达到99.0268%;提出的改进的粘滞参数辨识方法对不同大小粘滞参数的辨识结果误差达到7%以内。研究成果为阀门粘滞故障的检测和参数辨识提供了理论方法,对粘滞模型的改进具有实际参考价值。 展开更多
关键词 气动调节阀 粘滞特性 粘滞检测 粘滞参数辨识 随机森林算法 粒子群优化算法
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V型调节球阀空化抑制研究 被引量:3
13
作者 范彩芬 张深哲 +2 位作者 范卿维 金志江 钱锦远 《阀门》 2024年第9期1050-1054,I0004,共6页
V型调节球阀是一种结构简单、调节性能强的调节阀,被广泛应用于节流与调节要求较高的场景。随着高压差、大流量等严苛工况的发展,V型调节球阀在使用时易诱发空化,引起剧烈的振动噪声,严重危害管路系统的安全性和稳定性。本文通过多相流... V型调节球阀是一种结构简单、调节性能强的调节阀,被广泛应用于节流与调节要求较高的场景。随着高压差、大流量等严苛工况的发展,V型调节球阀在使用时易诱发空化,引起剧烈的振动噪声,严重危害管路系统的安全性和稳定性。本文通过多相流数值仿真对V型调节球阀流动特性与空化特性进行研究,探究空化成因,并设计了多层减压孔板,对阀内空化进行抑制,能够有效地减小振动噪声,具有实际工程应用价值。 展开更多
关键词 V型调节球阀 空化 多相流 多级减压
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高压差大流量工况下套筒式减压阀的减压过程研究 被引量:2
14
作者 田捍卫 马哲辉 +2 位作者 钱锦远 孔静娴 金志江 《阀门》 2024年第9期1092-1096,共5页
随着工业技术的进步,许多行业面临高压差和大流量的工作条件,这对减压阀的设计提出了新的挑战。本文研究了一种套筒式减压阀在高压差大流量工况下的减压过程,通过数值模拟方法分析了不同开度与工况下套筒式减压阀内部的流场特性。研究发... 随着工业技术的进步,许多行业面临高压差和大流量的工作条件,这对减压阀的设计提出了新的挑战。本文研究了一种套筒式减压阀在高压差大流量工况下的减压过程,通过数值模拟方法分析了不同开度与工况下套筒式减压阀内部的流场特性。研究发现,为了在保持氮气流量为2.5 kg/s的情况下实现从35 MPa至6 MPa的减压比,需要采用4级减压方案。此外,仿真结果还揭示了不同行程下套筒阀内部的压力和速度分布特征,特别是在节流孔处的压力急剧下降及流速增加的现象。本研究可为高压差大流量工况下套筒式减压阀的设计提供参考。 展开更多
关键词 减压阀 高压差 大流量 多级减压
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基于动网格技术的蒸汽隔离阀快关过程闸板受力特性研究 被引量:1
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作者 王志敏 向方娜 +3 位作者 付佳 陈时健 管桉琦 钱锦远 《阀门》 2024年第9期1045-1049,I0004,共6页
蒸汽隔离阀作为核电站的关键基础设备之一,可在事故工况下快速可靠地执行安全隔离功能。随着高温高压等严苛工况的发展,高压差流体力导致闸板表面损伤而增大阀内部件之间摩擦力,影响蒸汽隔离阀的快速关闭时间。本文通过动网格技术对蒸... 蒸汽隔离阀作为核电站的关键基础设备之一,可在事故工况下快速可靠地执行安全隔离功能。随着高温高压等严苛工况的发展,高压差流体力导致闸板表面损伤而增大阀内部件之间摩擦力,影响蒸汽隔离阀的快速关闭时间。本文通过动网格技术对蒸汽隔离阀三维流道模型进行快关过程的瞬态仿真模拟,获得了闸板在水平方向和竖直方向上的受力特性,并研究了摩擦系数对闸板竖直方向所受合力的简单影响规律,为后续闸板的优化设计及关闭速度优化具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 蒸汽隔离阀 快关 动网格 闸板受力特性
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智能阀门电动执行机构控制系统建模及总体方案设计 被引量:5
16
作者 林志 《科学技术创新》 2024年第11期37-40,共4页
本文主要探究了适用于智能阀门的电动执行机构控制系统的建模方法和设计方案。该系统由控制模块、通信模块、电机驱动模块等组成,利用传感器获取当前位置信息,与给定位置信息对比后,利用控制算法求出信号误差并生成控制指令,驱动电机运... 本文主要探究了适用于智能阀门的电动执行机构控制系统的建模方法和设计方案。该系统由控制模块、通信模块、电机驱动模块等组成,利用传感器获取当前位置信息,与给定位置信息对比后,利用控制算法求出信号误差并生成控制指令,驱动电机运行从而实现对阀门开度的控制。该系统的控制模块采用闭环控制,执行模块采用电流、速度、位置三环控制,确保在高压力、大流量工作环境下,也能实现精确控制、实时响应,在满足实用性的基础上对延长智能阀门的使用寿命有积极帮助。 展开更多
关键词 智能阀门 电动执行机构 电流环 驱动电机
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智能阀门定位器非线性特性与建模问题研究 被引量:2
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作者 严涛 《石化技术》 CAS 2024年第3期311-313,共3页
非线性特性对智能阀门定位器的调节范围形成了一定的制约,为了探究其影响,研究过程先是从理论层面分析了饱和非线性特性和间隙非线性特性的成因,发现造成该问题的结构为力矩马达的喷嘴-挡板和气动放大器。设计出能够检测阀门定位器运动... 非线性特性对智能阀门定位器的调节范围形成了一定的制约,为了探究其影响,研究过程先是从理论层面分析了饱和非线性特性和间隙非线性特性的成因,发现造成该问题的结构为力矩马达的喷嘴-挡板和气动放大器。设计出能够检测阀门定位器运动特性的实验装置模型,并对其进行优化,经过对此,改进后的实验装置能够准确地模拟出智能阀门定位器的非线性特性,可作为研究调节阀的重要设备。 展开更多
关键词 智能阀门定位器 饱和非线性特性 间隙非线性特性 模型验证
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S Zorb装置再生器进料罐排气线调节球阀国产化改造研究 被引量:1
18
作者 秦鲜友 《兰州石化职业技术大学学报》 2024年第2期10-15,共6页
S Zorb装置再生器进料罐排气线调节球阀通过调节进料罐压力来控制装置吸附剂的循环速率,直接影响装置的催化剂再生,对装置的正常生产至关重要。由于介质流速快、吸附剂硬度高、阀门正常开度小等原因,冲刷很严重,使用寿命短,给装置安稳... S Zorb装置再生器进料罐排气线调节球阀通过调节进料罐压力来控制装置吸附剂的循环速率,直接影响装置的催化剂再生,对装置的正常生产至关重要。由于介质流速快、吸附剂硬度高、阀门正常开度小等原因,冲刷很严重,使用寿命短,给装置安稳生产带来了很大的困扰。通过CFD(Computational Fluid Dynamics,即计算流体动力学分析)分析,对该阀进行国产化改造,提升了调节性能和使用寿命,大幅降低了购置成本,在控制阀国产化方面,具有较高的推广应用价值。 展开更多
关键词 S Zorb 控制阀 CFD 国产化改造
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基于液压制动的阀门电动执行器动态扭矩测试方法研究
19
作者 林振浩 杭凌峰 +1 位作者 陆沛琳 金志江 《阀门》 2024年第9期1059-1061,共3页
为解决现有阀门电动执行器动态扭矩测试装置中磁粉制动器存在需要频繁更换磁粉和提供负载力矩较低的问题,设计了采用液压制动的阀门电动执行器动态扭矩测试装置,介绍了该测试装置的结构特点和工作原理。该装置使用液压回路提供负载扭矩... 为解决现有阀门电动执行器动态扭矩测试装置中磁粉制动器存在需要频繁更换磁粉和提供负载力矩较低的问题,设计了采用液压制动的阀门电动执行器动态扭矩测试装置,介绍了该测试装置的结构特点和工作原理。该装置使用液压回路提供负载扭矩,可以有效提高装置使用寿命和连续工作时长,同时也有效提高了扭矩测试范围,对后续进一步提高扭矩测试的量程、精度和稳定性具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 电动执行器 液压 扭矩测试 控制精度
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