蓄能器对电磁阀试验台流体脉动消减作用的研究

    电磁阀试验台可实现电磁阀综合性能的各项自动化检测试验,能够大大提高检测精度和效率并降低检测成本·因泵源脉动和阀门启闭等因素造成的流体压力脉动会对电磁阀试验台的正常工作带来非常不利的影响,如轻者会降低效率、增加能耗、缩短元件寿命和使高精度传感器失灵致使检测工作和精度无法保证;重者会因振动和噪声使流体管路的联结部位发生松动或破裂而酿成事故·因此,本文分析了诱发电磁阀试验台流体脉动产生的机理,并对蓄能器的工作原理和动态特性进行分析,通过合理地选择蓄能器的相关参数使蓄能器达到最佳的消减流体脉动的效果[1]·

    1　电磁阀试验台及其流体脉动

    1.1　电磁阀试验台的流体系统

    图1为电磁阀试验台的水介质流体系统结构图·该流体系统共有六条支路,各支路分别用于对不同通径的电磁阀进行各项性能检测试验[2]·在各主测试管路上安装有高精度传感器、各类开关阀和电动调节阀等元件·因电磁阀试验台用于实际生产检测,具有频繁使用且间歇动作的特点,管路内流体经常以非恒定流状态频繁振荡导致出现压力脉动,继而会损坏高精度传感器和其他流体元件·因此应对诱发流体系统脉动的因素进行分析·

    1.2　电磁阀试验台的主要流体脉动

    1.2.1　液压泵产生的压力脉动

    凡利用容积变化原理工作的泵源,如柱塞泵、齿轮泵等,其输出的瞬时流量是在泵的直流流量上叠加高频脉动流量而成·当高频脉动流量遇到液压系统管路的阻抗时又形成压力脉动·对于电磁阀试验台来说泵源脉动对系统的影响最大,当泵源脉动的脉动频率与流体系统的固有频率一致或接近时,将会出现振幅不稳定的共振现象,使系统在刚启动管路通流时无法工作,更无法保证后续测试工作的顺利进行·因此,将泵源脉动作为主激振源重点加以分析·为了减少流量固有脉动生产上优先选择奇数柱塞泵,其脉动频率公式为:f=nz/30·电磁阀试验台选用的泵为奇数7柱塞泵,转速为1 000~1 600 r/min,额定转速为1 250r/min,按照上述分析计算得流量脉动频率范围为233·3~373·3 Hz,额定频率为291·7 Hz[3]·

    1.2.2　水击波的影响

    在对电磁阀的各项性能检测试验中,频繁启闭阀会产生频率相同、波动方向相同和相位相同或相位差恒定的多个水击波[4],这些在同一起点出发且同向传播的水击波的叠加结果造成了升降的相长和加强,会造成局部水柱分离,在弥合后的水击压力急剧加大几乎是原工作压力的5倍·在运动过程中,因为流体的黏性摩擦和流体及管壁的变形作用,能量不断损失,因而压力冲击波在管道中的传播并不是一个振幅不变的持续振荡,而是不断快速衰减并最终消失的振荡·可通过人为加以控制即设置阀动作节奏的快慢和加装蓄能器组等措施最大程度地消减因压力冲击波对试验台流体系统的影响[5]·