宗鹏举
徐州鸿业仪器仪表有限公司 221004
摘要:在压力调节器的使用过程中,影响到滴灌系统成本的重要因素是压力,通过操控压力可以进一步的降低成本。合理的使用低压滴灌技术,可以将常规的lOre左右降低到5m以下。在现阶段,所使用的设备和滴灌产品并不能满足现如今的需求,这就需要对多值域可调式压力调节器的设计进行分析和探讨。
关键词 多值域;可调式;压力调机器;设计探讨
前言
在现阶段使用的微灌系统中,最常使用的是压力调节器。在调节器的进口压力发生了变化时,就会使得流道自动的变小或者是变大,这样可以保证出口压力是比较稳定的。压力调机器具备很多的优势,比如说调节的范围比较广、结构比较简单、性能也十分的稳定。一般情况下,使用压力调节器使得每条支管的压力水头相等,这样就提升了灌溉系统灌水的均匀度,可以有效的避免因为工作人员操作不当或者是操作失误所造成的滴灌带爆裂情况,这样能在一定程度上保障系统的安全性,可以在保证灌溉质量的前提下,从而有效的提升工作效率,并达到节约灌溉成本的目标。
一、压力调节器结构设计
压力调节器一般是由以下的几个部分组成的:进水端外壳、进口花篮堵头、弹簧、O形密封圈、限位凸台、出水端外壳等主要部件。在压力调节器中,调压阀芯是非常关键的一个部件,在压力差的驱动下能够移动,这样可以增大或者减小进水口过流断面面积,这样就不会对水头造成比较严重的损失,可以保证出口的压力处于恒定的状态。此外,在压力调节器中,另一个关键的部分是弹簧,如果说弹簧处于压缩的状态,在压力的作用下可以调节阀芯两侧断面上的压力差。在隔膜上的波纹环形膜片具有十分重要的作用,主要是以下两点:首先,能起到一个密封的作用,这样能保证进水和出水短外壳连接处密封性是能得到保障的,还能和调压阀芯、外壳以及O形密封圈形成一个密闭的空腔,通过进水端外壳上的气孔能够使空腔和大气相通。其次,环形膜片还能对调压阀芯可以起到牵连作用,O形密封圈还能起到一定的密封作用,这样可以避免出现损坏的情况,一般是采用标准件在调压阀芯出水侧凹槽内进行工作,这样就能在水端外壳和限流槽之间形成一个限流结构,压力调节器的出水口水流只能在限流槽之间的通道流出,这样就能形成阻尼效果,不仅能保护调压阀芯的压力,也能调节调节器的出口压力[1]。
在花篮堵头处使用调机器可以起到密封的作用,为了更换0形密封圈。可以将花篮堵头的外壳处进行螺纹的连接,在实际的设置过程中,出水端壳体上的限位凸台可以对调压阀芯的轴向移动起到重要作用。
气孔的目的就是为了保证弹簧安装腔的气压和调压阀芯轴气压是一致的,在进水端口移动时,就能让弹簧安装腔内的体积逐渐变小,将一些多余的空气从气孔快速排出,在调压阀芯朝着出水口的边缘移动时,就会使得弹簧安装腔的体积进一步增大,外界的空气就会慢慢的从气孔进入,此外,出水端外壳和进水端的外壳还需要使用螺纹进行连接[2]。
二、压力调节器工作过程
压力调节器在实际的工作过程中,具体的流程如下:水源从进口进入,在经过了调压阀芯以及花篮堵头处的断面处时,就会造成水头的损失,在水源流入调压阀芯之后,就会流入下游的管道中。在最初阶段,随着弹簧压力的增加,就会让调压阀芯一直都处于静止的状态,并且进口的压力也会随着出口的压力的变大而变大。在进口压力变大到一定的程度时,就会让调压阀芯两端的受力面积发生变化,调压阀芯的出口断面处以及橡胶膜片周围的弹簧会进行伸缩,这样就会使得调压阀芯慢慢的朝着进口的方向移动,这样就能在一定程度上减小进口花篮堵头与调压阀芯之间的距离,增加水头损失,出口压力也会随之降低,压力能持续性的维持稳定的状态,如果说进口压力降低了,这一过程就会相反[3]。
(一)试验研究
压力调节器如果说处于调压的状态,就会使得弹簧系数、弹簧初始变形量、摩擦力、以及调压阀芯断面处的面积有着密切的关系,进口压力除了和上文的因素有着密切的关系,还和进口花篮堵头进入到调压阀芯周围的水头损失有着直接的关系[4]。
(二)试验设计和方法
在进行相关的试验设计时,还需要严格的考虑各种方面因素的影响。比如:弹簧劲度系数K、弹簧的始压缩长度L以及调压阀芯出口以及进口断面面积、花篮堵头的初始间距b。
在这些因素中,弹簧的初始压缩长度L和劲度系数K有着十分重要的关系,影响是最为直接的。所以将变量减少,只考虑这两个变量可以进一步的提升研究的可操作性和可控性。主要的实验方法是通过固定好进口断面面积和固定调压阀芯出口的面积之比,并合理的调整初始间距b以及花篮堵头的两个变量,并对和弹簧相关的两个变量进行试验分析,这样可以得出比较准确的试验结果[5]。
四、结束语:
综上所述,在压力调节器的实际使用过程中,可以通过不断的优化螺纹调节式压力调节器的具体结构,并使用配套的调压垫片,这样能将调节组间设置于压力调节器内部,使得调机器的调压性能更加稳定,更能适应工作,还能保障低压滴灌系统的灌水均匀度。
参考文献:
[1]王冲, 王浩宇, 殷益明. 多值域可调式压力调节器的设计[J]. 中国水利, 2017, 000(013):66-67.
[2]李光永, 俞深彦. 一种多值域可调式压力调节器及其安装方法:, CN102052494B[P]. 2012.
[3]张琛, 李光永. 结构和弹簧参数对压力调节器性能影响的数值模拟分析[J]. 农业工程学报, 2016(11):117-123.
[4]肖国春, 胡志亮, 张磊,等. 一种可调直流侧电压的串联有源交流电压质量调节器[J]. 电工技术学报, 2010(10):180-186.
[5]严海军, 姚培培, 王敏. 灌溉用压力调节器性能试验与受力分析[J]. 排灌机械工程学报, 2010, 28(006):548-552.