吳 冰，孫燦興，渠立鵬

（上海海岳液壓機(jī)電工程有限公司，上海 200031）

0 引言

由于微型液壓元件具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，以飛機(jī)液壓和燃油控制系統(tǒng)、加工工具為例，均使用微型節(jié)流閥。該節(jié)流閥具有體積小、強(qiáng)度高、低流阻和易拆卸等特點(diǎn)，并有內(nèi)置濾網(wǎng)保護(hù)。

國內(nèi)目前完全依賴國外進(jìn)口，因此急需開展以微型節(jié)流閥為代表的微型閥國產(chǎn)化研制工作。微型閥性能試驗(yàn)主要包括：流阻試驗(yàn)、流量試驗(yàn)及耐壓試驗(yàn)。筆者以此為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，完成了國內(nèi)首個(gè)水介質(zhì)流阻試驗(yàn)臺(tái)研制。

1 流阻基本定義

用流阻（Lohm）系統(tǒng)來定義和度量流體流動(dòng)阻力。

流阻定義為在27℃，壓差為0.172 MPa，在流體為水的情況下，1 Lohm的流阻允許的流量為100 gal/min，如式（1）。

式中：Q為流量，gal/min。

2 流阻試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)與項(xiàng)目

1）試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)

額定流量：16 L/min；系統(tǒng)壓力：1.2 MPa；壓力控制精度：0.25%F.S.；流量測試精度：0.5%F.S.；過濾精度：10 μm；工作介質(zhì)：水；工作溫度：10～40 ℃。

2）試驗(yàn)項(xiàng)目

測試壓差小于0.172 MPa，記錄流量計(jì)顯示的阻值。

3 流阻試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以流阻定義為依據(jù)，根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)原理設(shè)計(jì)。

3.1 試驗(yàn)臺(tái)原理

3.1.1 工作原理流阻試驗(yàn)臺(tái)原理如圖1所示。

圖1 流阻試驗(yàn)臺(tái)原理圖

裝上被試閥工裝后，多級離心泵配合蓄能器提供水源，通過控制針閥的開口大小來標(biāo)定壓差至0.172 MPa（測試條件），記錄此時(shí)流量計(jì)顯示的阻值。與此同時(shí)，比較進(jìn)口閥和自主研制閥的阻值，以此為基礎(chǔ)改進(jìn)自主研制閥。

3.1.2 試驗(yàn)臺(tái)組成

流阻試驗(yàn)臺(tái)主要包括：水箱、電機(jī)、液位計(jì)、溫度計(jì)、避震喉、單向閥、球閥、壓差傳感器、壓力表和水過濾器[1]。

3.1.3 液壓原理闡述

多級離心泵電機(jī)組從水箱里吸水后通過避震喉后經(jīng)單向閥、蓄能器、進(jìn)口針閥后進(jìn)入測試塊中的被試閥，然后輸出流量至出口針閥，隨后分2路：一路通過調(diào)節(jié)針閥1來調(diào)節(jié)被試閥壓差，讀取小流量計(jì)的讀數(shù)并記錄；另一路通過調(diào)節(jié)針閥2來調(diào)節(jié)被試閥的壓差，讀取大流量計(jì)的讀數(shù)并記錄。

測試工裝上有多個(gè)測試點(diǎn)，包括壓差傳感器和壓力表，進(jìn)口針閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入被試閥的總流量[2-3]。

3.2 原理設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1）根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)要求，選用KQDQ25-2-120＋2.2 kW的多級離心泵電機(jī)組。此多級離心泵組經(jīng)過固定阻尼孔、水過濾器回到水箱，可使泵一直有流量輸出，延長其使用壽命。

2）二擋位量程流量計(jì)。微型閥種類較多、流量范圍較廣。此次自主研制微型閥的流量范圍為0.02～15.00 L，因此設(shè)計(jì)雙流量計(jì)回路，覆蓋范圍分別為0.002～0.500 L、0.5～25.0 L。2個(gè)回路分別設(shè)置針閥調(diào)節(jié)，可以滿足不同測試流量的需要。

3）檢測球閥有2個(gè)作用：一是可以檢測水的狀態(tài)，打開即可取水檢測；二是當(dāng)小流量計(jì)（0.002～0.500 L）損壞并返修后，可用來應(yīng)急。通過調(diào)節(jié)出口針閥來調(diào)節(jié)壓差，并且可用量杯來獲取數(shù)據(jù)。

4）加裝了的旁通球閥也有2個(gè)作用：一是可以讓系統(tǒng)快速泄壓；二是系統(tǒng)剛啟動(dòng)的時(shí)候打開此球閥，并關(guān)閉出口球閥，打循環(huán)10～20 min，由此，可先排除一些測試閥的加工殘余物（鐵削等），以免堵塞小流量計(jì)使其損壞。

3.3 試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)布局

圖2為試驗(yàn)臺(tái)操作區(qū)域。

圖2 試驗(yàn)臺(tái)操作區(qū)域

1）試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。該試驗(yàn)臺(tái)基本布局形式為臺(tái)架式，其優(yōu)點(diǎn)在于擁有足夠的操作空間，可安裝多個(gè)儀表。常用調(diào)節(jié)針閥安裝在臺(tái)架上，方便操作；壓力和顯示儀表均安裝在臺(tái)架上，方便測試人員記錄數(shù)據(jù)[4]。

2）與液壓油相比，水的黏度受溫度影響較小。因此對液壓系統(tǒng)的性能影響也較小，所以流阻定義中的介質(zhì)為水，測試精度更高。

水介質(zhì)的試驗(yàn)臺(tái)包括水箱體和臺(tái)架，螺釘螺母在內(nèi)的組成件必須采用不銹鋼或鋁等防銹材料。臺(tái)架及工裝閥組等均用鋁材加工，既美觀又輕便[5]。

另外，由于礦泉水含有豐富的礦物質(zhì)和微量元素，有助于青苔孢子吸收營養(yǎng)成分，特別適合青苔孢子生長，所以不建議使用。推薦使用符合國家EW-II級的試驗(yàn)用水，可大大降低青苔的滋生。

3）針閥調(diào)節(jié)桿需要選擇圖3中的2種閥尖才能達(dá)到平穩(wěn)調(diào)壓的效果。

圖3 針閥閥尖

4）試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)可導(dǎo)致針閥旋鈕的螺紋輕微松動(dòng)，影響讀數(shù)。

面板安裝的閥應(yīng)具有抗振特征，因此可以選用帶自鎖的針閥。本次試驗(yàn)臺(tái)采用的針閥都加裝了防振工裝，使讀數(shù)更加穩(wěn)定。

4 結(jié)論

本文的水介質(zhì)流阻試驗(yàn)臺(tái)為國內(nèi)首臺(tái)，經(jīng)大量反復(fù)的應(yīng)用實(shí)踐證明：通過該試驗(yàn)臺(tái)測試微型節(jié)流閥可以獲得比較可靠的測試結(jié)果，可為搭建其他微型閥的試驗(yàn)臺(tái)提供一定的借鑒與參考。