【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阀门，尤其涉及一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法。
技术介绍
1、本专利技术涉及的高压气动快速阀是自动阀门的一种，可通过高压气体介质作为推动力使阀瓣运动而实现阀门的快速开启。高压气动快速阀具有毫秒级快速开启的特性，其阀瓣(瓣)易因速度较大而出现冲击，甚至与阀体发生碰撞，导致阀门可靠性下降甚至失效。因此，研究快速阀开启过程中的阀瓣运动特性并实现阀瓣有效缓冲制动是十分必要的。
2、快速阀结构复杂，内部流道形状不规则，阀瓣受力状态多变。当阀门开启时，阀瓣在介质力的作用下不断加速，随着阀瓣高速运动至行程末端，在阀瓣高速冲击下阻尼腔内液压油压力迅速升高并从阻尼孔流出，迫使阀瓣速度快速下降，从而达到阻尼减速的目的。
3、2021年，赵佳等人在《化工机械》期刊上发表论文《快速启闭阀阻尼腔特性分析与结构优化》，介绍了一种基于能量方程而建立的阻尼腔动力学优化模型，研究了泄压孔直径对阻尼腔压力的影响，并未涉及阻尼结构设计方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提出了一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，以实现高压气动快速阀阀瓣安全、可靠的阻尼减速。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，具体步骤为：
4、步骤1，确定高压气动快速阀基本参数，包括：阀瓣初速度v0、阀瓣质量m、阀瓣所受的外力f、阀瓣的受压面积a、阻尼孔长度l′、阻尼液的粘度μ；
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6、根据高压气动快速阀阀瓣力平衡方程和牛顿粘性流体摩擦力计算公式，分析快速阀阻尼结构设计参数的计算方法，包括阀瓣的速度v、阻尼腔阻尼孔径d、阻尼腔阻尼长度l以及计算系数n。
7、作为优选方式，阀瓣速度数学表达式为：
8、
9、其中v为阀瓣运动速度，v0为阀瓣初速度，μ为阻尼液的粘度，n为计算系数,a为阻尼腔有效面积，m为阀瓣质量，l′为阻尼孔长度；d为阻尼孔直径。
10、作为优选方式，阻尼腔阻尼孔径d的数学表达式为：
11、
12、其中，d为阻尼孔直径，μ为阻尼液的粘度，l′为阻尼孔长度，a为阻尼腔有效面积，v为阀瓣运动速度，n为计算系数，m为阀瓣质量，amax为阀瓣的最大加速度。
13、作为优选方式，阻尼腔阻尼长度l的数学表达式为：
14、
15、其中，l为阻尼腔的长度，v0为阀瓣初速度，m为阀瓣质量，d为阻尼孔直径，μ为阻尼液的粘度，l′为阻尼孔长度，a为阻尼腔有效面积，n为计算系数。
16、作为优选方式，计算系数n的数学表达式为：
17、
18、其中，n为阻计算系数，f为阀瓣受到的介质力，m为阀瓣质量，a为阀瓣的最大加速度。
19、作为优选方式，所述的高压气动快速阀阻尼结构包括：阀体，阀瓣，截止腔、阻尼腔、阻尼孔、缓冲腔；其中，阀瓣位于阀体内，阀体和阀瓣构成了截止腔，截止腔的压力对阀瓣施加密封力；阀瓣小端插入阀体内，和阀体构成了阻尼腔；在阀体末端开设了缓冲腔；阀体上开设的阻尼孔将阻尼腔和缓冲腔连通，对阀瓣的运动进行阻尼。
20、本专利技术的有益效果为：
21、本专利技术根据高压气动快速阀阀瓣力平衡方程和雷诺方程，分析快速阀阻尼结构设计参数的计算方法，将其带入相应数学表达式，计算所需阀瓣的速度v、阻尼腔阻尼孔径d、阻尼腔阻尼长度l以及计算系数n。高压气动快速阀阻尼结构设计参数的计算方法，提高了高压快速阀的使用安全性和可靠性，为设计人员设计和计算分析提供了一种高效、快捷的方法。
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1.一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：阀瓣速度数学表达式为：
3.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：阻尼腔阻尼孔径d的数学表达式为：
4.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：阻尼腔阻尼长度L的数学表达式为：
5.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：计算系数n的数学表达式为：
6.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：所述的高压气动快速阀阻尼结构包括：阀体(1)，阀瓣(2)，截止腔(3)、阻尼腔(4)、阻尼孔(5)、缓冲腔(6)；其中，阀瓣(2)位于阀体(1)内，阀体(1)和阀瓣(2)构成了截止腔(3)，截止腔(3)的压力对阀瓣(2)施加密封力；阀瓣(2)小端插入阀体(1)内，和阀体(1)构成了阻尼腔(4)；在阀体(1)末端开设了缓冲腔(6)；阀体(1)上开设的阻尼孔(5)将阻尼腔(4)和缓冲腔(
...【技术特征摘要】
1.一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：阀瓣速度数学表达式为：
3.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：阻尼腔阻尼孔径d的数学表达式为：
4.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：阻尼腔阻尼长度l的数学表达式为：
5.如权利要求1所述的一种高压气动快速阀阻尼结构设计计算方法，其特征在于：计算系数n的数学表达式...
【专利技术属性】
技术研发人员：林其，张希恒，薛睿渊，李淑敏，王振锋，尘强，袁磊，于时恩，毛雄兵，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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