家用调压器设计公式的推导与建立
责任编辑：cnlng 浏览：2246次 时间： 2009-05-08 13:06:11
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摘要:1、引言 目前，在家用调压器(又称减压阀)的设计中，尚难找到系统的设计公式可供参考。如何建立相应的设计公式?这一问题的解决，对于家用调压器的设计，无疑是十分有益的。本文将分橡胶膜片受力分析、弹簧压缩量计算、膜片弹力系数计算、杠杆阀行程计算、杠杆阀阀..
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1、引言 目前，在家用调压器(又称减压阀)的设计中，尚难找到系统的设计公式可供参考。如何建立相应的设计公式?这一问题的解决，对于家用调压器的设计，无疑是十分有益的。本文将分橡胶膜片受力分析、弹簧压缩量计算、膜片弹力系数计算、杠杆阀行程计算、杠杆阀阀门开度计算、阀门喷嘴确定及流量汁算等几个部分，推导及建立相关的计算公式。本文设计公式的应用仅限于采用杠杆式阀的调压器。 2、橡胶膜片受力分析 橡胶膜片的受力情况见图1。图中各项力的含义如下： FP2X：出口压力P2x(对膜片的作用力； Fpamb：大气压力Pamb对膜片的作用力； Fx：弹簧对膜片的作用力； FPlx：在进口压力P1x的作用下，杠杆对膜片的作用力； G0:膜片重力G膜、弹簧重力G弹、膜片上附件重力G附之合力。 各项力的计算公式如下：    式中：B——杠杆式节流阀短臂长度，mm； A——杠杆式节流阀长臂的长度，mm； d——减压阀喷嘴孔直径，mm； 力FPlx是喷嘴处压力对杠杆作用所引起的对膜片的拉力。杠杆的受力简化如图2所示(利用此简化所计算的FPlx值是近似值，不影响后面弹簧压缩量的计算)，Fplx图中F’plx值相等，方向相反。   4、膜片弹力系数Km的确定 在进口压力P1x一定的情况下，改变弹簧压缩量，测量弹簧压力量的变化值，就可确定膜片弹力系数Km，公式推导如下： 根据弹簧压缩量的通用公式(7)，改变弹簧压缩量，可得到：  由于式中K、Dt、Dm均为定值，通过实验测量弹簧压缩量的变化值△Y及调压器出口压力P2x的变化值P2x2、P2xl，即可算出Km值。 5．杠杆阀行程计算 杠杆阀由杠杆(推杆)及阀杆组成。杠杆阀的行程，即杠杆在力的作用下，绕支点转动，其在水平方向的移动距离。通过计算杠杆在水平方向的移动距离，即可得到杠杆阀的行程。 将杠杆阀简化如图3，0为杠杆支点，α为杠杆长臂与过。点垂线间的夹角，设计时为定值；β为杠杆长、短臂间的来角。A为杠杆受力点距支点的距离；B为阀杆中心支点距离。△X、△Y分别为杠杆在X、Y方向移动的距离；φ角为杠杆移动△Y时所对应的转角。0-0为杠杆的初始位置；1-1为杠杆的移动位置。通过几何作图可以得到杠杆阀推杆行程公式：    6、杠杆阀阀门开度δk的计算 杠杆阀阀门开度与杠杆阀行程密切相关，见图4。 δk计算如下： 因为  式中： δk——阀门开度，mm； L——阀门推杆长度，mm； Ho——杠杆支点到喷嘴的距离，mm； h——初始状态，过杠杆短臂受力点(与阀杆中心线相交处)垂线距支点的距离，单位：mm； L、Ho、h设计时给定，为定值。     |
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