潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范

在潤滑油系統中，自力式調節(jié)閥作為一次調壓閥(背壓閥)和二次調壓閥(減壓閥)，精確控制系統油壓，滿足不同使用點的需求。重油系統專用自力式壓力調節(jié)閥是不需要任何外加能源，利用被調介質自身能量而自動調節(jié)的執(zhí)行產品，它沿用自力式減壓原理，采用平衡式結構。與傳統的非平衡式結構相比，具有更高的精度，更強的抗力(閥前壓力波動時，閥后壓力穩(wěn)定特殊性)，當流量較穩(wěn)定時，控制精度高達5％，閥本身采用內取壓方式，無須另配取壓管。該閥設定壓力方便，無須停機現場手動連續(xù)可調(在一定的范圍內)。 

1、自力式壓力調節(jié)閥工作原理(閥后壓力控制)   

調節(jié)閥工作介質的閥前壓力P1經過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經過控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力。當閥后壓力P2增加時，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關向閥座的位置，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，從而使P2降為設定值。同理，當閥后壓力P2降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式(閥后)壓力的工作原理。調節(jié)閥

 2、自力式壓力調節(jié)閥工作原理(閥前壓力控制)  

工作介質的閥前壓力P1經過閥芯、閥座后的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。同時P1經過控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥前壓力。當閥后壓力P1增加時，P1作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯向離開閥座的方向移動，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減大，流阻變小，從而使P1降為設定值。同理，當閥后壓力P1降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式(閥前)壓力的工作原理。

潤滑油系統中，泵出口管線配備一次調壓閥。此閥為閥前調節(jié)，采用泄壓閥來自動調節(jié)，將過量的潤滑油回流到油箱，控制油泵出口的油壓，并確保二次調壓閥的閥前壓力穩(wěn)定。根據潤滑油系統設計的壓力和流量需求，的多款閥門均可用于控制油泵出口壓力，如直接作用式泄壓閥MR98、MR108或指揮器作用式的63EG-98HM系列等。閥前壓力P?經過閥芯、閥座的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P?。P?經過管線輸入上膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力。當P?增加時，P?作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關向閥座的位置。這時，閥芯與閥座之間的流通面積減少，流阻變大，P?降低，直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P?降為設定值。同理，當P?降低時。作用方向與上述相反，這就是閥后壓力調節(jié)的工作原理。

潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范技術要求

　　油泵供油壓力　0.4MPa

　　油泵供油流量　3.3 m3 /h

　　燃氣輪機額定流量　2.6 m3 /h

　　燃機進口前壓力穩(wěn)定范圍　0.25 ±0.07MPa

　　閥門結構長度　L = 160 mm

　　閥門高度　H≤180 mm

　　閥門內徑　d = 25 mm

潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范主要零件材料

三、自力式壓力調節(jié)閥 主要技術參數

4、潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范調節(jié)閥結構特點

　　安裝在燃機進油旁通管路上的調節(jié)閥不僅需要調節(jié)主管路燃機進口處的壓力, 還需要排掉油泵泵出的多余油量。一般的調節(jié)閥有直接作用薄膜式、直接作用波紋管式、先導活塞式、先導薄膜式和組合式等多種結構。直接作用薄膜式調節(jié)閥的原理是由薄膜的上下運動帶動閥門的開度變化來調節(jié)系統壓力, 結構比較簡單, 動作可靠。直接作用波紋管式調節(jié)閥的工作原理和薄膜式相同, 只是由波紋管代替薄膜。先導式調節(jié)閥是先由閥門內部的導閥動作, 帶動主閥瓣的開度變化來調節(jié)系統壓力, 但是燃油介質中的雜質可能會堵塞閥門內部的先導孔,導致閥門功能失效。組合式調節(jié)閥由主閥、導閥和截止閥等組成, 是一個調節(jié)系統, 比較復雜, 增加了管路的復雜性。綜合比較各類型調節(jié)閥的特性,根據供油系統的管路結構情況, 采用直接作用薄膜式減壓閥的結構作為調節(jié)閥的結構。

　　該調節(jié)閥以單彈簧作為外加壓力, 通過U 形薄膜和反饋腔的壓力直接進行比較, 調節(jié)機構簡單可靠。調節(jié)閥芯帶有長導向軸結構, 可以防止由于壓力變化而引起的閥芯振動或者發(fā)生卡阻。調節(jié)螺釘使閥門可以根據系統的實際需要來設定不同的壓力調節(jié)區(qū)間。閥芯和閥座設計成具有截止功能的結構, 當反饋壓力低于要求值時, 調節(jié)閥能夠*關閉, 確保主管路的壓力不低于系統要求的最小值。

5、潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范工作特性

　　目前大部分調節(jié)閥是使閥后的壓力保持在某個規(guī)定值, 但是在此燃機系統中, 調節(jié)閥被安裝在旁通管路上, 卻需要控制主管路燃機進油口處的壓力, 因此, 需要從燃機進油口處引出一個反饋信號, 調節(jié)閥根據反饋信號進行調節(jié)。當燃機進油口處的壓力低于規(guī)定壓力值時, 反饋壓力小于彈簧設定值, 彈簧將膜片往下壓, 減小閥門的開度, 使燃機進油管路的流量增大, 壓力隨之升高。當燃機進油口處的壓力高于規(guī)定壓力值時, 反饋壓力大于彈簧設定值, 反饋腔內的油壓推動膜片往上運動, 增大閥門的開度, 使燃機進油管路的流量減小, 壓力隨之降低。

6、潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范靜態(tài)特性分析

　　根據系統提供的參數, 系統油泵提供燃油的流量恒定為3.3 m3 /h, 燃機的用油量為2.6 m3 /h。當燃機的用油量時, 其進口處的壓力不能低于0.18 MPa。燃機停機時, 進口處的壓力不能高于0.32 MPa。由此確定了設計的理論參數。當燃機用油量為2.6 m3 /h, 經過調節(jié)閥的調節(jié), 使燃機進口處的壓力≥0.20MPa。當燃機在緊急情況下停機時, 燃機進口處的壓力≤0.32MPa 。即無論燃機進口處的流量值是多少, 燃機進口處的壓力維持在0.20～0.32 MPa之間, 就能滿足系統的要求。

7、潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范模擬試驗

　　通過模擬試驗系統對調節(jié)閥樣機進行了壓力調節(jié)性能試驗。分別模擬了燃機從正常運轉到突然加速至滿工況運轉狀態(tài)(狀態(tài)1) , 以及燃機從滿工況運轉狀態(tài)到緊急停機的狀態(tài)(狀態(tài)2) , 對這兩個狀態(tài)中燃機進油口處的壓力以及流量值進行了測試記錄 。

8、潤滑油系統自力式壓力調節(jié)閥設計規(guī)范結語

　　經過理論設計計算、靜態(tài)特性分析和性能試驗結果對比, 調節(jié)閥的壓力調節(jié)指標達到了技術要求。調節(jié)閥在模擬試驗系統上的試驗表明, 燃氣輪機在任意的一種工況下, 調節(jié)閥均能夠使燃機進口處的壓力穩(wěn)定在0.20～0.32 MPa之間。該閥門能夠較好地完成壓力的調節(jié)功能, 對船上燃機起到了很好的保護作用。自力式調節(jié)閥與普通控制閥相比有多種差異，但這些差異并不影響在油田的使用。油田的絕大多數場合如計量站、集油站、轉油站、聯合站等場合生產過程壓力、溫度不高（1.0MPa,100℃以下），介質黏度不大（2×10-4m2/s以下），控制精度要求不高（一般±10% ），自力式調節(jié)閥*可以滿足生產需要。