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《广西大学》 2012年
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海水淡化能量回收装置二位四通水液压换向阀的设计与研究

任瑞文  
【摘要】:海水反渗透淡化技术已经发展成为一种重要的海水淡化处理方式,能量回收装置是反渗透海水淡化系统的三大关键设备之一,对大幅降低系统运行能耗和产水成本具有至关重要的意义。二位四通换向阀、四通整流阀、能量交换缸是单杆双活塞正位移式能量回收装置的关键组成元件。应用于海水介质中的换向阀,需要解决腐蚀、串水、泄漏、动态品质等难题。在海水淡化工程中,盐水和海水的流量很大,因此要求水压阀控系统必须有良好的快速响应性能。往复运动快速换向切换过程中,阀的动态性能必定对系统运行性能产生显著影响,而压力的波动冲击会影响反渗透膜的寿命和产水品质。本课题采用结构设计、理论分析、试验研究和仿真对比相结合的方法对换向阀开展研究,主要工作内容如下:1、对国内外几种常见的水液压换向阀结构及其优缺点进行了对比分析,探讨了各种结构型式换向阀的适用场合,提出了一种新型的适用于高压大流量系统的二位四通水液压电液换向阀。该阀采用插装阀的结构形式,包括常开插装单元和常闭插装单元两种结构单元,每个插装单元都由主通流腔、先导控制腔和泄水腔组成。由一个二位三通先导球阀控制插装单元的先导控制腔压力来控制阀芯的启闭,实现二位四通的换向功能。2、对二位四通换向阀和四通整流阀两个换向控制阀进行结构设计和参数计算;同时,为有效避免阀口气蚀、材料的电化学腐蚀、泄漏等问题,对阀口形式、密封结构和形式、材料选择和配对等问题进行了分析研究。3、换向阀加工装配后在水液压阀性能测试实验台上进行了测试。所设计的插装式二位四通阀实现了预定的逻辑换向功能,静态性能良好,达到了设计要求。4、通过实验研究了先导阻尼、阀芯阀套阻尼、缓冲头间隙、复位弹簧、压力、流量等因素对阀动态性能的影响规律。实验结果表明,先导阻尼、复位弹簧、阀芯阀套阻尼、缓冲头间隙对阀的动态性能影响较大,在今后的研究中,还需要对上述参数做进一步的优化设计。5、建立了电液水液压换向阀基于AMESim的仿真模型,从系统的角度对换向阀的动态响应进行研究。与实验结果经过对比分析表明:仿真结果与实验结果有较好的一致性,从而验证了仿真模型的有效性,可为换向阀结构和参数的进一步优化设计提供依据。
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH137.52;P747

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