阐述了先导型水压溢流阀研制的技术难点,设计了一种新型先导水压溢流阀,并制作了样机。样机具有压力可调范围大,启闭特性好,压力超调量小,压力响应快等优点。

安全阀是一种在系统中起超压保护作用的安全泄放装置,在液氮、液氧、LNG储罐的低温低压工况下,安全阀的整定压力小于0.1 MPa,工作温度小于-100℃,需要对阀门进行特殊设计。首先,进行公称直径DN100、整定压力0.04 MPa、最大工作压力0.038 MPa的安全阀的整体结构设计、密封材料选择与力学计算,保证其具有良好的动作性能、密封性能、排放性能;然后,使用有限元仿真软件Abaqus对FEP膜片密封结构的启闭过程进行仿真模拟。选取FEP膜片厚度为0.25 mm,以膜片下压深度为变量,依据密封压力比的原则,分析了不同下压深度时的密封效果。得出下压深度过小,则密封有泄漏可能;下压深度过大,则膜片有折断破损可能的结论。在最大工作压力为0.38 MPa时,下压深度不应小于0.85 mm。并通过试验手段,验证了有限元仿真方法的合理性。

由于水的粘度低和润滑性差,先导型水压溢流阀中主阀芯与阀套之间的密封与润滑问题一直是影响阀静动态性能的关键性技术难题。设计出一种采用膜片密封的新型先导型水压溢流阀,较好地解决了先导型水压溢流阀的密封与润滑难题。建立该阀的数学模型,对其静态特性进行理论分析和计算,对其动态特性进行仿真,分析主阀下腔容积、阻尼孔直径、先导阀弹簧刚度、主阀上腔容积以及阀芯质量对阀压力响应和压力超调量等动态性能的影响。制作样机并对其调压范围、启闭性能和动态性能进行试验研究。试验结果表明,样机的压力调节范围较大、启闭特性非常好、压力超调量较小以及升压时间较短,验证了该阀能较好地解决主阀芯与阀套之间的密封与润滑难题。

阐述了先导型水压溢流阀研制的技术难点，设计了一种新型先导水压溢流阀，并制作了样机。样机具有压力可调范围大，启闭特性好，压力超调量小，压力响应快等优点。