排氣孔直徑對直動式安全閥影響

◆摘? 要：安全閥是氣動控制系統的關鍵部件，在制動系統中起重要作用。本文主要分析了排氣孔直徑對安全閥性能的影響，得到安全閥的最優參數，為之后的安全閥設計打基礎。

◆關鍵詞：安全閥;排氣孔直徑;仿真;參數

安全閥是氣動控制系統的關鍵部件，其性能關系設備及人身的安全。而隨著氣動控制系統性能的不斷提高必然會對安全閥的性能提出更高的要求，使其能更好的保證系統的安全，因此，對于安全閥性能的研究顯得尤為重要。

在已經建立安全閥的基礎上，使用計算機進行仿真，可以方便的修改參數，進行參數影響分析，更方便的反應問題。本文主要是從排氣孔直徑方面對安全閥的性能進行分析研究。

1排氣孔直徑的影響

對于排氣孔直徑，分別將其設為0.5mm、6mm、20mm，來看其對安全閥性能的影響。

隨排氣孔的增大，閥芯全部開啟的時間先變短后變長，閥芯回落的時間也是先變短再變長，在閥芯直徑為3mm左右時，所用時間比較短，即調壓精度可以達到最高。經過多次仿真，得出排氣孔的最佳直徑為4mm，所以可以知道在排氣孔為4mm時，調壓精度比較高。

經過之前參數的分析，可以得到安全閥性能最佳時的參數為：彈簧剛度20N/mm，彈簧預壓縮力71N，閥芯質量0.2kg，粘滯摩擦系數50N/（m/s），排氣孔直徑4mm

在20s時，給一個信號，使換向閥打開，進口壓力大于彈簧預壓縮力，在大概36s左右達到最高壓力點，所以大概需要11s將安全閥完全打開;在60s時，給另一信號，使換向閥關閉，進口壓力慢慢變得小于彈簧力和上部氣體壓力，閥芯回落，在64.1s時回落到最下部，使壓力始終保持在設置的最初壓力1.9bar，所以閥芯回落的時間大概是14.1s，這樣可以將安全閥的整個過程的仿真出來。可以看出閥芯開啟和回落的時間已經有很大的改進，縮短的比較明顯。

從圖中可以讀出一些重要點的坐標，如下：

壓力曲線開始上升的坐標（20，1.013）;

壓力曲線上升到最高點坐標（36.55，1.97277）;

壓力曲線開始下降點的坐標（60，1.97275）;

壓力下降結束點的坐標（64.1，1.89686）

對于（Pn-Po）、[δ]p、愈小或n愈大，則調壓精度愈高，從計算可以看出，此設計仿真的安全閥的調壓精度還是比較高的，達到了設計要求。

2參數影響建議

根據上述的仿真分析，對安全閥性能提出以下建議：

2.1彈簧參數中，在其他條件的允許的情況下，盡量降低彈簧剛度和彈簧的預壓縮力，可以提高動作靈敏度，但盡量不要改變彈簧預壓縮力，因為彈簧預壓縮力改變了會使閥芯打開的氣壓力改變。

2.2閥芯質量過大過小都會影響到調壓精度，所以閥芯質量定為0.25kg是比較合適的。

2.3粘性摩擦系數對安全閥的性能影響不是很大，只要根據實際情況設定下就可以了。

2.4對于出氣口直徑，對安全閥性能的影響，是存在一個最佳值，所以建議出氣口直徑設定為4mm，此參數下，安全閥的性能較好。

3結論

本文分析了出氣孔直徑對安全閥的影響，并對參數的影響提出了建議，并根據仿真得出的最佳參數值進行了仿真，得出安全閥的最佳曲線，也知道了安全閥的最佳工作狀態，為以后安全閥的生產研究提供了些有力的依據。

參考文獻

[1]林瑞義，陳玉龍.先導式安全閥的設計.上海富地閥門有限公司，安徽來安閥門有限公司.

[2]劉月芹，曹曉玲，閣琳.安全閥的選用與使用.南京化工廠設計.

作者簡介

張晶（1986.02-），女，籍貫：吉林省延邊朝鮮族自治州，學歷：碩士研究生，工作單位：吉林鐵道職業技術學院，講師，研究方向：動車組檢修技術，鐵道車輛。

課題名稱：《車輛制動機》課程雙語信息化教學資源建設，項目編號：2021JYZ007，立項年份：2021年，立項部門：東北亞高鐵學院。