礦用乳化液泵站電磁卸荷閥的仿真研究.pdf

1、乳化液泵站是煤礦綜采機械化配套設(shè)備中液壓支架的動力源。隨著現(xiàn)代化綜采技術(shù)的快速發(fā)展，對乳化液泵站的供液質(zhì)量提出了更高的要求。對于高壓大流量的乳化液泵站來說，基于電磁卸荷閥的壓力控制方式更能滿足調(diào)壓的及時性和穩(wěn)定性要求。因此，加強對電磁卸荷閥結(jié)構(gòu)及整體動態(tài)性能的研究，有助于提高泵站壓力控制的平穩(wěn)性和可靠性，對保證綜采工作面的正常運行和安全生產(chǎn)具有實際意義。
　　論文首先分析了電磁卸荷閥的結(jié)構(gòu)特點和工作機理，然后對卸荷閥進行受力分析，

2、建立了各元件單獨的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，最終簡化得到了電磁卸荷閥的傳遞函數(shù)框圖。
　　應(yīng)用AMESim軟件對電磁卸荷閥進行建模仿真，分別分析了電磁控制式和機械控制式卸荷閥持續(xù)工作的動態(tài)過程。仿真可知，先導(dǎo)節(jié)流孔直徑越大，出口壓力波動范圍越小，卸荷閥開啟越頻繁，但節(jié)流孔直徑過大會引起閥口流量超調(diào)增大;主閥芯半錐角越大，出口壓力波動范圍越小，閥的響應(yīng)速度越快，卸荷壓力越低，而減小半錐角有利于減小流量波動;主閥座直徑越小，出口壓力波動范圍越小，

3、卸荷閥開啟越頻繁，且流量波動較小，但會增大卸荷壓力;主閥控制腔容積越小，出口壓力波動范圍越小，閥的響應(yīng)速度越快，但會引起出口壓力和閥口流量的超調(diào)增大，并且控制腔容積太大會引起主閥開啟時閥芯的劇烈振蕩。
　　應(yīng)用FLUENT軟件對電磁卸荷閥流場進行了數(shù)值模擬。首先對電磁先導(dǎo)閥的二維流場仿真分析得到:流體流經(jīng)閥芯節(jié)流口時產(chǎn)生最大壓降，最大速度區(qū)域出現(xiàn)在沿節(jié)流口球閥芯輪廓曲面的位置，同時在靠近節(jié)流口的直角拐角處、閥口出口及閥腔出口斜流道

4、內(nèi)均有旋渦產(chǎn)生，在實際工作中容易發(fā)生氣穴和氣蝕破壞，對球閥芯產(chǎn)生液壓沖擊。通過對主閥的二維流場仿真分析得到:(1)主閥芯開口度越大，產(chǎn)生的負壓區(qū)域越小，漩渦強度和范圍越小;開口度越小，最大速度區(qū)域越大且分布越集中于節(jié)流口。(2)閥芯半錐角越大，形成負壓區(qū)域越小，節(jié)流口處的流速變小，且高速區(qū)域有向節(jié)流口出口處移動的趨勢，形成的漩渦也越小。(3)閥芯拐角處采用圓角設(shè)計后流場的負壓區(qū)域、流速及漩渦強度相較改進前明顯減小，大大降低了氣穴產(chǎn)生的可