Investigación sobre las Características Dinámicas de una Nueva Válvula de Control de Flujo Hidráulico de Agua a Alta Presión
Autores: Liu, Wenchao; Tian, Jie; Wang, Hongyao; Li, Junshi; Zhou, Rulin; Cao, Yu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre las Características Dinámicas de una Nueva Válvula de Control de Flujo Hidráulico de Agua a Alta Presión
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Desventajas
Lubricación
Fuga
Válvula de control de flujo
Motor paso a paso lineal
Estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El agua tiene las desventajas de baja viscosidad, mala lubricación y fácil fuga, lo que conduce a muchos problemas en las válvulas de control de flujo hidráulico de agua, como baja presión de trabajo y grandes fluctuaciones de flujo. Para abordar estos problemas, este documento propone una nueva válvula de control de flujo digital. La válvula utiliza un motor paso a paso lineal como dispositivo de accionamiento. En comparación con los electroimanes proporcionales, el empuje y la carrera del motor paso a paso lineal son mayores, lo que hace que la válvula sea más adecuada para condiciones de trabajo a alta presión. Al mismo tiempo, la válvula incorpora de manera innovadora un conjunto de cuerdas de vástago de válvula piloto en el extremo frontal del orificio de amortiguación de la válvula piloto. A través del control de las dos válvulas piloto para regular la diferencia de presión antes y después del orificio de amortiguación, se mantiene estable el flujo que pasa a través de la válvula piloto, lo que hace que la presión de la cámara superior del vástago de la válvula maestra sea más estable. En comparación con una estructura de válvula piloto única, este diseño asegura una posición del núcleo de la válvula principal más estable y reduce la fluctuación del flujo. Se ha establecido un modelo matemático y de simulación de la válvula, confirmando las ventajas de rendimiento de la nueva estructura. Se ha investigado el impacto de los parámetros estructurales (como el diámetro del núcleo de la válvula, la rigidez del resorte y el diámetro del orificio de amortiguación) en la estabilidad de la regulación del flujo. Se ha empleado un algoritmo genético para optimizar los parámetros clave que influyen en la estabilidad del flujo de la válvula, lo que ha resultado en la identificación de parámetros óptimos. Los resultados de la simulación indican que los parámetros optimizados conducen a una reducción de aproximadamente el 45% en la amplitud de oscilación del sobreimpulso máximo de la regulación del flujo de la válvula. Se desarrolló un prototipo de la nueva válvula de control de flujo y se estableció un sistema de prueba para realizar pruebas. Los resultados de las pruebas también confirmaron las ventajas de rendimiento de la válvula y la precisión del diseño óptimo.
Descripción
El agua tiene las desventajas de baja viscosidad, mala lubricación y fácil fuga, lo que conduce a muchos problemas en las válvulas de control de flujo hidráulico de agua, como baja presión de trabajo y grandes fluctuaciones de flujo. Para abordar estos problemas, este documento propone una nueva válvula de control de flujo digital. La válvula utiliza un motor paso a paso lineal como dispositivo de accionamiento. En comparación con los electroimanes proporcionales, el empuje y la carrera del motor paso a paso lineal son mayores, lo que hace que la válvula sea más adecuada para condiciones de trabajo a alta presión. Al mismo tiempo, la válvula incorpora de manera innovadora un conjunto de cuerdas de vástago de válvula piloto en el extremo frontal del orificio de amortiguación de la válvula piloto. A través del control de las dos válvulas piloto para regular la diferencia de presión antes y después del orificio de amortiguación, se mantiene estable el flujo que pasa a través de la válvula piloto, lo que hace que la presión de la cámara superior del vástago de la válvula maestra sea más estable. En comparación con una estructura de válvula piloto única, este diseño asegura una posición del núcleo de la válvula principal más estable y reduce la fluctuación del flujo. Se ha establecido un modelo matemático y de simulación de la válvula, confirmando las ventajas de rendimiento de la nueva estructura. Se ha investigado el impacto de los parámetros estructurales (como el diámetro del núcleo de la válvula, la rigidez del resorte y el diámetro del orificio de amortiguación) en la estabilidad de la regulación del flujo. Se ha empleado un algoritmo genético para optimizar los parámetros clave que influyen en la estabilidad del flujo de la válvula, lo que ha resultado en la identificación de parámetros óptimos. Los resultados de la simulación indican que los parámetros optimizados conducen a una reducción de aproximadamente el 45% en la amplitud de oscilación del sobreimpulso máximo de la regulación del flujo de la válvula. Se desarrolló un prototipo de la nueva válvula de control de flujo y se estableció un sistema de prueba para realizar pruebas. Los resultados de las pruebas también confirmaron las ventajas de rendimiento de la válvula y la precisión del diseño óptimo.