FESTO减压阀的设计与计算

　　FESTO减压阀的设计与计算

　　介绍了蒸汽FESTO减压阀的结构特点、调节性能、工作原理与设计计算方法。针对传统蒸汽减压阀只能实现一次可调控制问题，从产品结构和综合性能等方面进行了对比分析，提出了新型蒸汽减压阀设计的思路和适用工况。

　　1、概述

　　FESTO减压阀是广泛应用于电力、冶金、石化、轻纺、供热、制冷和造纸等工业领域中减温减压装置的核心部件之一，直接影响到减温减压装置的使用性能。针对蒸汽减压阀在大变化工况条件的增加和复杂工艺参数的应用，设计了一种新型的双调节单座密封结构。

　　2、结构特点

　　FESTO减压阀为单座密封双调节套筒式(图1) ，其性和密封性好，适用于高压差、大变化工况，出口压力控制准确。导流套筒和阀座、阀瓣和阀杆采用一体式结构，使阀座密封与阀瓣的导向部位能一次性加工，了阀座密封面相对轴线的垂直度和同轴度，以及导流套筒与阀瓣配合的导向面相对轴线的同轴度。为产品重复性使用的密封性和性提供了。阀座密封采用了拉法尔喷嘴形结构(图2) ，使压缩气流在流经阀口时速度达到音速及音速以上，了减压效果。认为阀杆密封采用了填料垫、密封填料、填料压套和加灯笼环结构(图3) ，使填料处于受压状态，并紧密接触填料函与阀杆，易达到无渗漏的密封。

　　双调节蒸汽减压阀的设计与计算

　　FESTO减压阀阀体为球形，耐压比高。阀瓣与阀座间锥面密封，密封面及过流部分堆焊钴基硬质合金。阀瓣在结构尺寸设计上采用流线型，使蒸汽流动路线光滑，有利于压力的恢复和避免噪声的产生。在导流套筒和下阀盖中设有平衡孔，具有良好的平衡性。导流套筒通过不同结构可实现等百分比或线性等调节特性。在下阀盖中，阀瓣设有导向套。在上腔中，导流套筒既可调节也可作为导向，从而减小了阀瓣振动的几率。导流套筒上的小孔是根据消声器的原理设计，减少了噪声产生的环节，使运行更加稳定。为为避免水锤冲击，在阀门处下阀盖中设置疏水口。阀座与阀体间不采用焊接，维修更换方便。

　　3、FESTO减压阀工作原理

　　FESTO减压阀的开启、减压或关闭是通过压力变送器和调节器，再由执行机构操纵带动阀杆(阀瓣) ，使阀杆(阀瓣) 在阀座和导流套筒内上下运动，改变介质的流通面积达到减压的效果。新蒸汽由进汽管进入阀门下腔，当阀瓣上下移动时，蒸汽经过流线型锥体通道，向上排出，进入上汽腔的导流套筒内。通过阀瓣调节其在阀座内上下位置，控制锥体流通面积，实现次减压的目的。同时，通过阀瓣调节其在导流套筒内的相对位置，控制导流套筒上孔的数量，以改变介质流通面积达到二次节流减压的目的。

　　减压阀为例，通过在液压元件传统设计中嵌入敏感性分析，找出产品设计目标实现的敏感要素并提出解决对策，得到既满足产品使用精度要求又降低经济指标的设计结果。这种新思路对降低研制成本，提高产品性价比和竞争力具有重要意义。

　　引言

　　传统设计方式中，零组件尺寸公差一般根据经验和公差给定。公差过大，不能产品质量;公差过小，加工困难，成本提高。在市场竞争日益激烈的今天，寻找精度要求与经济指标的平衡点在产品研制时显得更为重要。

　　敏感性分析是产品评价的一种方法，在一定程度上描述了不确定性因素的变动对产品研制效果的影响，有助于搞清产品对不确定因素的不利变动所能容许的风险程度，有助于鉴别敏感性因素，从而能够及早排除那些无足轻重的变动因素，将进一步深入调查研究的重点集中在那些敏感性因素上，或者针对敏感性因素制定出对策，以达到尽量减少风险、增加研制性的目的。

　　本文以典型液压元件——减压阀为例，通过在产品设计中嵌入敏感性分析，为产品研制在精度要求与经济指标之间寻求平衡提供了新思路。

　　1、敏感性分析

　　1.1、敏感性分析

　　敏感性分析是指通过分析产品要素发生增减变化时对产品目标的影响，并计算敏感度系数和临界点，找出敏感要素，确定产品目标对该要素的敏感程度和产品对其变化的承受能力。

　　敏感性分析有单要素敏感性分析和多要素敏感性分析两种。单要素敏感性分析是对单一可变要素变化的影响进行分析，即假设产品各要素之间相互独立，每次只考察一个要素，其他要素保持不变，以分析这个可变要素对产品目标的影响程度和敏感程度。多要素敏感性分析是对两个或两个以上相互独立的可变要素同时变化时，分析这些变化要素对产品目标的影响程度和敏感度。通常只进行单要素敏感性分析，单要素敏感性分析是敏感性分析的基本方法。