FESTO減壓閥的設計與計算

　　介紹了蒸汽FESTO減壓閥的結構特點、調節性能、工作原理與設計計算方法。針對傳統蒸汽減壓閥只能實現一次可調控制問題，從產品結構和綜合性能等方面進行了對比分析，提出了新型蒸汽減壓閥設計的思路和適用工況。

　　1、概述

　　FESTO減壓閥是廣泛應用于電力、冶金、石化、輕紡、供熱、制冷和造紙等工業領域中減溫減壓裝置的核心部件之一，直接影響到減溫減壓裝置的使用性能。針對蒸汽減壓閥在大變化工況條件的增加和復雜工藝參數的應用，設計了一種新型的雙調節單座密封結構。

　　2、結構特點

　　FESTO減壓閥為單座密封雙調節套筒式(圖1) ，其性和密封性好，適用于高壓差、大變化工況，出口壓力控制準確。導流套筒和閥座、閥瓣和閥桿采用一體式結構，使閥座密封與閥瓣的導向部位能一次性加工，了閥座密封面相對軸線的垂直度和同軸度，以及導流套筒與閥瓣配合的導向面相對軸線的同軸度。為產品重復性使用的密封性和性提供了。閥座密封采用了拉法爾噴嘴形結構(圖2) ，使壓縮氣流在流經閥口時速度達到音速及音速以上，了減壓效果。認為閥桿密封采用了填料墊、密封填料、填料壓套和加燈籠環結構(圖3) ，使填料處于受壓狀態，并緊密接觸填料函與閥桿，易達到無滲漏的密封。

　　雙調節蒸汽減壓閥的設計與計算

　　FESTO減壓閥閥體為球形，耐壓比高。閥瓣與閥座間錐面密封，密封面及過流部分堆焊鈷基硬質合金。閥瓣在結構尺寸設計上采用流線型，使蒸汽流動路線光滑，有利于壓力的恢復和避免噪聲的產生。在導流套筒和下閥蓋中設有平衡孔，具有良好的平衡性。導流套筒通過不同結構可實現等百分比或線性等調節特性。在下閥蓋中，閥瓣設有導向套。在上腔中，導流套筒既可調節也可作為導向，從而減小了閥瓣振動的幾率。導流套筒上的小孔是根據消聲器的原理設計，減少了噪聲產生的環節，使運行更加穩定。為為避免水錘沖擊，在閥門處下閥蓋中設置疏水口。閥座與閥體間不采用焊接，維修更換方便。

　　3、FESTO減壓閥工作原理

　　FESTO減壓閥的開啟、減壓或關閉是通過壓力變送器和調節器，再由執行機構操縱帶動閥桿(閥瓣) ，使閥桿(閥瓣) 在閥座和導流套筒內上下運動，改變介質的流通面積達到減壓的效果。新蒸汽由進汽管進入閥門下腔，當閥瓣上下移動時，蒸汽經過流線型錐體通道，向上排出，進入上汽腔的導流套筒內。通過閥瓣調節其在閥座內上下位置，控制錐體流通面積，實現次減壓的目的。同時，通過閥瓣調節其在導流套筒內的相對位置，控制導流套筒上孔的數量，以改變介質流通面積達到二次節流減壓的目的。

　　減壓閥為例，通過在液壓元件傳統設計中嵌入敏感性分析，找出產品設計目標實現的敏感要素并提出解決對策，得到既滿足產品使用精度要求又降低經濟指標的設計結果。這種新思路對降低研制成本，提高產品性價比和競爭力具有重要意義。

　　引言

　　傳統設計方式中，零組件尺寸公差一般根據經驗和公差給定。公差過大，不能產品質量;公差過小，加工困難，成本提高。在市場競爭日益激烈的今天，尋找精度要求與經濟指標的平衡點在產品研制時顯得更為重要。

　　敏感性分析是產品評價的一種方法，在一定程度上描述了不確定性因素的變動對產品研制效果的影響，有助于搞清產品對不確定因素的不利變動所能容許的風險程度，有助于鑒別敏感性因素，從而能夠及早排除那些無足輕重的變動因素，將進一步深入調查研究的重點集中在那些敏感性因素上，或者針對敏感性因素制定出對策，以達到盡量減少風險、增加研制性的目的。

　　本文以典型液壓元件——減壓閥為例，通過在產品設計中嵌入敏感性分析，為產品研制在精度要求與經濟指標之間尋求平衡提供了新思路。

　　1、敏感性分析

　　1.1、敏感性分析

　　敏感性分析是指通過分析產品要素發生增減變化時對產品目標的影響，并計算敏感度系數和臨界點，找出敏感要素，確定產品目標對該要素的敏感程度和產品對其變化的承受能力。

　　敏感性分析有單要素敏感性分析和多要素敏感性分析兩種。單要素敏感性分析是對單一可變要素變化的影響進行分析，即假設產品各要素之間相互獨立，每次只考察一個要素，其他要素保持不變，以分析這個可變要素對產品目標的影響程度和敏感程度。多要素敏感性分析是對兩個或兩個以上相互獨立的可變要素同時變化時，分析這些變化要素對產品目標的影響程度和敏感度。通常只進行單要素敏感性分析，單要素敏感性分析是敏感性分析的基本方法。