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超高速风洞用超高温高压液动角式截止阀的研制

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  • 发布时间:2017-04-16
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Development of superhigh temperature and high pressure hydrolicangle globe valve for hypervelocity wind tunnelW U Jian-bin,SU Jing-pan,LI Bao-sheng,HUANG M ei-ling(Zhejiang Petrochemical Valve Co.,Ltd.Wengzhuo 325025,China)Abstract:Introduces the design,technology,service conditions,gives the working pressure,temperatureand the test of oil cylinder thrust and valve body thermal-protective test,related analysis result of finiteelement for high-pressure superhigh temperature hydraulic angle globe valve.The product has achievedstate invention patent(Patent No.ZL20091O100729.5)。

Key words:globe valve;superhigh temperature,high pressure;Mechanical chain,therm al-protectivecoating.thermal radiation1 概述在超高速风洞的系统中,其蓄热式加热器和试验段之间安装超高温高压液动角式截止阀(热阀)和高压液动角式截止阀(快速阀)。热阀的最高工作温度为900℃,最高工作压力为 12MPa,公称通径DNI50,快速启闭时间小于 2s§速阀的工作温度为常温,工作压力为22MPa,公称通径 DN100,快速启闭时问小于2s。

2 工况特性(1)快速阀和热阀为共用液压站(图 1),必须设有机械连锁装置。该装置保证快速阀在未关闭之前热阀不能关闭,在热阀未开启之前,快速阀不能开启。同时该装置的使用,应不影响快速阀和热阀的单独调试。

(2)阀体 内部隔热层的设计要求抗震和抗冲刷,且不给气流增加任何杂质,同时保证热阀壳体外表温度小于 100℃。

(3)热 阀的工作压力根据试验需要从 1~12MPa可调,介质工作温度从 500~900oC可调。阀门必须设定在对应工作压力和温度下与油缸匹配的工作压力,以免高温下油缸工作压力过大而造成密封面的损坏。

作者简介:吴尖斌(1971-),男,高级工程师,主要从事阀门的研发及技术管理工作。

图 1 组装的超高速风洞热阀阀 门 2012年第6期56关低低压 14MPa,低压 17MPa,高压 19MPa,蓄能器充气压力12MPa,溢流阀35AB压力21MPa,压力开关519AB设定压力 10MPa(订货时压力)图3 液压原理I油源 ll1. . . . . . . . . . . . . . . . . .:-. . . . . . . . . . - . 圃 . 11三兰旦1. . 1 424B l图4 关阀控制逻辑. 网 I!丝星l陌面 ]丝垒l图 5 开阀控制逻辑温度的变化会影响密封面温度的变化,随着密封面温度的升高,材料的硬度会下降。如果油缸压力超过-定范围,密封面会发生塑性变形。密封面的必须密封比压随着密封面材质的不同而不同。但同-种材料的必须密封比压会随着温度的升高而降低,其数值只能通过试验得出。该项试验装置如图6所示▲口端试压法兰盲板上钻有试验压力进气孔、电阻丝加热器安装孔和热电偶安装孔,在法兰的内侧衬有硅酸铝纤维毡,以减少热传导和热辐射。出口端压力试验盲板上安装气体排放管接头和针形阀。电阻丝加热器放在阀体内腔中间位置,通电后可对阀体内腔加热。支架上方的油缸由液压站提供压力油,油缸压力的高低可通过溢流阀和减压阀调节(图7)。

l4l 31.热电偶 2.接触式温度控制仪 3.电阻丝加热器 4.阀座5.阀芯 6.阀体 7.隔热材料 8.阀盖 9.阀杆 lO.填料11.电子接近开关 12.活塞杆 13.活塞 l4.油缸 15.支架16.冷却管进水口 17.冷却管出水口 18.阀杆冷却管 19.阀杆导向套 2O.隔热套管 21.出口端试压盲板 22.针形阀 23.蒸馏水瓶 24.流量计 25.压力表 26.深层控制阀 27.气瓶调节阀 28.氮气瓶 29.进口端试压盲板 3O.电源图6 超高温热阀的热态密封试验及隔热试验注:①热阀关闭时调节减压阀。②减压阀当前压力未知时,先将旋钮逆时针拧到头(压力最低),以免对阀门造成损坏。③减压阀调节压力范围 1-21MPa连续可调,逆时针调节为降压,顺时针为升压。④调节时缓慢旋转调节旋钮,同时观察压力表,压力稳定时再继续调节。

图7 热阀减压阀根据产品要求,阀门的工作压力分为 1、2、4、6、2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2

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