调节阀噪声分析与气穴研究

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Noise Analysis and Cavitation Research on Control ValveYANG Guolai ，CAO Wenbin ，LIU Xiaoxiong ，W U Guoguo(1.School of Energy and Power Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Engineering Institute of Wenzhou Pump& Valve，Lanzhou University of Technology，W enzhou 325105，China)Abstract：Took sleeve type control valve as the study obj ect，through the knowledge of fluid dynamics and noise theory，the internal flow field was analyzed，and the vibration reasons of control valve cavitation in the flow field location were iden-tified.Through CFD numerical simulation，calculated the velocity vector of a opening valve，and compared with the theoretical analysis of cavitation analysis.The theoretical analysis and the use of CFD technology have made the design of lownoise，high-performance control valve cycle shorter，lower cost，and had better performance。

Key words：sleeve type control valve，noise analysis，cavitation，CFD调节阀是由执行机构和阀门部件 2部分组成。

执行机构是调节阀的驱动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动阀芯动作；阀门部件是调节阀的调节部分，直接与介质接触，通过执行机构推杆的位移，改变调节阀的节流面积，达到调节的目的，同时它也是噪声的主要发生源。

套筒式调节阀是-种特殊的调节阀，典 型的结构如图 1所示。其阀体与直通单座式阀体相似，但阀内有 1个圆形套筒，套筒四周有不同形状的开口，要根据流通能力大小来设计窗口的数量。利用套筒导向，阀芯可以在套筒中上、下移动，并实现流量调节 。由于套筒调节 阀采用平衡型 的阀芯结 构；因此不平衡力孝稳定性好、不易振荡，从而很大程度上改善了原有阀芯容易损坏的现象。

噪声污染 已经成为世界公认 的 4大污染 源之-，各国都投入巨资治理噪声，人们对噪声控制提出了更高的要求。调节阀常常是管路系统中的噪声源，当压力降到-定临界值时，容易引起气穴、气蚀现象，并伴有流体噪声和振动。调节阀流道结构是影响调节阀产生噪声的关键因素；因此，对调节阀结构的研究是很有必要的。

图 1 套筒式调节 阀1 调节阀噪声产生的原因1.1 机械振动产生噪声调节阀产生的机械噪声主要来 自阀芯、阀杆和- 些可以活动的零件，主要原因是受介质压力波动的影响或者介质的冲击，还有就是由于调节套筒外圆和阀体导向装置之间有较大的间隙。机械振动会引发刚性碰撞，产生的声音是金属响声和敲击声，噪声幅值的大小由碰撞的能量、振动体的质量、阻尼、刚度等决定，这种振动频率-般<1 500 Hz。

《新技术新工艺》数字技术与机械工程 厂数字技术 机械工程先导式溢流阀静动态特性的仿真研究杨国来 。，李 静 ，许敏影 ，惠喜强 ，刘小雄(1.兰州理工大学 能动学院，甘肃 兰州 730050；2.兰州理工大学 温州泵阀研究院，浙江 温州 325105)摘 要：溢流阀作为多路 阀的过载保护 阀，其性能的好坏直接 影响 多路 阀的性 能和工作 的可靠性 。

文中分析了某型先导式溢流阀的静态特性，并在 AMESim环境下建立了仿真模型。通过静、动态分析，优化了阀的内部参数，提高了阀的可靠性。

关键词 ：先导式溢流阀；静态特性 ；AMESim；动态特性；仿真中图分类号 ：TH 137 文献标志码 ：AResearch on the Simulation of Dynamic and Static Characteristics of Hydraulic Piloted Relief ValeYANG Guolai ，LI Jing ，XU Minying ，HUI Xiqiang ，LIU Xiaoxiong(1.School of Energy and Power Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，China；2.Engineering Institute of W enzhou Pump& Valve，Lanzhou University of Technology，W enzhou 325105，China)Abstract：Hydraulic piloted relief valve as an overload relief valve of the multitandem valve，its performance has a directimpact on the reliability of the work of the multitandem valve.The paper analyzed working principle of hydraulic piloted re-lief valve and built the model of valve through HCD database of AMESim.It can improve stability of valves through dynamicand statistic analysis and optimizing internal parameters of valves。

Key words：hydraulics piloted relief valve，static characteristics，AMESim，dynamic characteristics，simulation多路换向阀适用于工程机械、矿山、冶金、船舶、医药等行业，-般整体采用统-的拈化设计，可为工程车辆的制造者提供可靠的系统解决方案。先导式溢流阀专用于某型多路阀，为多路阀的过载保护阀。由于装载机依靠多路阀完成各个动作，因此对多晶 ； 写! 写3 调节阀噪声降低的方法要从根本上消除调节阀的噪声，就应该从声源来进行处理，设计机构新颖的低噪声阀芯，在产生噪声的地方，把流速和压差降下来。通常采用如下 2种方法 。

1)设计迂回通路。在阀芯节流处设计隔开的、细小的迂回通路，这种流路由于介质和边界层的湍流切应力作用，形成黏性应力，使压力降的百分数比最大化。

2)采用阶梯式阀芯结构。设计多级阶梯式阀芯结构，当介质流过特殊的阀芯和阀座，使介质密度变化，压力降低，减缓了介质流速。这种方法尤其适用于液体易于产生空化的诚。

4 结语通过调节阀的噪声预估计算公式的分析，找到了调节阀产生噪声的原因；同时，通过 CFD技术对调节阀内部流厨行可视化仿真模拟，找到了噪声路阀的要求很高。作为多路阀的过载保护阀，先导式溢流阀必须提高阀芯的稳定性，改善溢流阀的动态特性。本文对溢流阀进行了静态和动态分析研究，为优化阀的结构、减小压力波动提供了理论依据。

源，并认为介质在经过节流口时，由于流速、压降增大，空化和闪蒸现象极易产生，噪声会明显增加。本文提供了降低调节阀噪声的 2种方法，为今后设计高性能、低噪声的调节阀提供了有效的思路。