日本SMC电磁阀的特点与原理分析

日本SMC电磁阀的特点与原理分析

日本SMC电磁阀研等采用有限元体积法研究了固体颗粒对300 MW蒸汽涡轮机上喷嘴的冲蚀作用, 得出了冲蚀的影响因子有冲击角、质点速度和颗粒直径等;等做了液体冲蚀引起管壁变薄的研究;D.W.用金刚石来提高节流阀的耐冲蚀性能;分别进行了模拟分析和试验研究。

1 冲蚀机理分析1) 节流阀材质特点。

2) 节流阀冲蚀特点。电子显微镜观测下阀体切片, 出现微切削和犁沟;阀芯冲蚀坑两边形成凸起的唇片, 并呈波纹涟漪状。

3) 冲蚀理论。综合分析确定, 微切削模型理论、锻造挤压理论能揭示岩屑冲蚀节流阀的行为。两套模型理论并非各自独立地简单拼凑, 而是相互补充, 从不同角度、不同的冲蚀阶段来阐述节流阀不同位置的冲蚀现象, 进而确立节流阀冲蚀磨损机理。在使用气动日本SMC电磁阀前，对其进行压力试验是非常有必要的一项工作。通过气密性试验、执行器耐压强度试验、阀壳体强度试验和密封试验，不但可以确认调节阀的性能及质量，同时也为日后在实际的生产过程中能够正常的工作，发挥其作用，确保企业生产的正常运转奠定了一个坚实的基础。

根据节流阀冲蚀机理, 确定采用如下冲蚀计算模型

2 日本SMC电磁阀仿真分析与试验研究对*筒式节流阀、楔型节流阀、孔板型节流阀在混气重泥浆条件下分别进行动态模拟试验, 检验3种类型节流阀在实施节流压井时的可靠性、耐冲蚀性和对井控技术与井控工艺要求的符合性、适应性, 为节流压井作业提供决策依据。

1) *筒式节流阀。*筒式阀芯采用圆柱形结构, 阀芯、阀座均为对称结构, 阀芯、阀座采用碳化钨合金, HRA92, 可提高抗冲蚀能力, 且可调换方向安装, 其过流面积与开度如图1示。

2) 楔形节流阀。该阀是为了解决针形节流阀易断裂而研制的, 阀芯采用楔形结构, 阀芯阀座同样采用碳化钨合金, HRA94, 其过流面积与开度如图2示。

a 日本SMC电磁阀阀芯b 过流面积开度图1 *筒式节流阀阀芯及过流面积-开度示意a 阀芯b 过流面积开度图2 楔形阀阀芯及过流面积-开度示意3) 孔板式节流阀。阀瓣的流通截面形状为扇形, 阀瓣分为上、下两部分。固定下阀瓣, 旋转上阀瓣, 可以调整流通面积, 实现对流量的控制和调节, 阀芯阀座也采用碳化钨合金[13,14]、HRA92, 其过流面积与开度如图3示。

a 日本SMC电磁阀阀芯b 过流面积开度图3 孔板式节流阀阀芯及过流面积-开度示意2.1 仿真分析根据3类型阀过流面积与开度示意图, 在保证*大过流面积一致的前提下, 针对不同的阀芯位移值 (如表1示) , 开展了相同条件下*筒式节流阀、楔形节流阀和孔板节流阀的流场和冲蚀有限元仿真分析。