超高压金属橡胶精密流量阀的理论建模.pdfVIP

2012年第40卷第8期 流 体 机 械 27 文章编号： 1005～0329(2012)08—0027—03 超高压金属橡胶精密流量阀的理论建模 张蕊华 ，刘龙辉 ，李横江 ，熊智文 ，叶艳辉 。罗明军 (1．南昌大学，江西南昌330031；2．丽水学院，浙江丽水 323000) 摘 要： 利用压电陶瓷材料的精密位移输出特性和金属橡胶材料的多孔、减压、节流特性设计出了一种超高压精密流 量控制阀，来实现超高压、微小流量的精确控制 ，并得到了该阀的流量表达式。理论分析结果表明，该阀的流量不仅与阀 进出口的压差有关 ，还与压电陶瓷和金属橡胶的参数有关。 关键词： 压电陶瓷；金属橡胶；精密流量阀 中图分类号：TH137 文献标识码： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．08．006 TheoreticalM odelingofExtra-high—pressureM etal-rubberPrecisionFlow Valve ZHANGRui—hua，，LIULong—hui，LIHeng-jiang，XIONGZhi—wen，YEYan．hui，LUOMing~un (1．NanchangUniversity，Nanchang330031，China；2．LishuiUniversity，Lishui323000，China) Abstract： A extra-hish—pressuremetal—rubberprecisionflow valvewasdesigned．Itusesprecisiondisplacementoutputcharac— teristicsofthepiezoelectricceramicandporosity，decompression，throttlingcharacteristicsofmetalurbbertoachievethehiSh— pressureandprecisecontroloftheflow valve．Theflow equationof theflowvalueisderived．Thetheoreticalanalysisshowsthat theflow ofthevalveisnotonlyrelatedtodifferentialpressurebetweentheimportandexportofvalve，buttheparametersofthe piezoelectricceramicandmetalrubber． Keywords： piezoelectricceramic；urbbermetal；preciseflowvalve 1 引言 线性关系 ，压电陶瓷受到驱动电压后，变形产 生位移，驱动阀芯打开节流阀芯，从而达到控制流 目前，国内大部分的超高压精密流量控制阀 量阀的出口的流量的作用。另外，在该流量阀的 都是采用手动控制，不利于 自动及远程控制，很多 进出口处都分别安装有金属橡胶，金属橡胶属于 采用电磁力矩马达作为驱动部分，但其结构复杂， 弹性多孔状材料，且有效孔隙度高 J，因此，当流 体积重量大，冲击大，响应速度慢，控制精度度低， 体流经金属橡胶材料内部的孔隙时，流体必定会 抗干扰能力差，特别是在航空航天方面受到了很 遇到一定的阻力，则流体的压力必会下降，从而实 大的限制，在航空航天、深海探测、海洋钻井等领 现对阀出口处流体脉动的平纹波处理，确保阀出 域中，大量控制系统需要采用超高压，微小流量来 口处输 出流量，压力的稳定性。 控制，从而达到减小系统体积与重量 、降低能耗、 提高系统性能的目的 。 2 精密流量阀的结构原理 本文采用压电陶瓷与金属橡胶两种新型材料 来设计一种超高压金属橡胶精密流量阀 J，利用 本文