
- 收藏
- 加入书签
基于管线飞机加油车文氏管气控液动阀的改进与闭环控制系统的应用研究
摘要:在管线飞机加油车的设计中,文氏管及其相关的控制系统起到至关重要的安全作用。特别是在高温环境下,文氏管气控液动阀的性能直接影响到加油过程的安全性和稳定性。为了解决高温零工作状态条件下出现憋压现象所造成的密封件损坏等安全隐患,本文提出一种改进方案,即将文氏管气控液动阀由常闭型改为常开型,并引入闭环控制系统。
关键词:加油车;文氏管;气控液动阀
在管线飞机加油车操作中,气控液动阀是确保加油过程安全稳定的关键组件。尤其在高温环境下,阀门的工作状态显得尤为重要。目前,管线飞机加油车上的文氏管气控液动阀多为常闭型,在高温条件下,因采用常闭型阀门,其内部会因为环境温度升高而压力增加,从而产生憋压现象。为了解决这一问题,可将文氏管气控液动阀改为常开型,并在气动控制系统中引入闭环控制系统,该系统可以根据采集到的平台胶管或卷盘胶管的控制信号,实时调节文氏管气控液动阀的开闭状态,从而确保在高温环境下也能保持稳定的压力。通过实时监测和控制,该系统在零工作状态下随时做出反应,避免事故的发生。
1管线加油车上文氏管气控液动阀工作中存在的问题
1.1气控液动阀的设计问题:常闭型气控液动阀在高温环境下容易产生内部压力升高的问题,导致无法有效释放压力,从而引发局部憋压现象。这种设计不仅影响了系统的稳定性,还可能对加油车的安全性造成影响。
1.2温度对气控液动阀性能的影响:由于温度升高,PCV阀门内部压力增加,产生憋压现象,对PCV阀门的密封性造成不良影响。而憋压现象可能导致阀门在薄弱处发生意外损坏,给加油过程带来极大的安全隐患。
1.3气控液动阀的维护与检修问题:由于气控液动阀在加油车中的重要作用,其维护和检修工作也是保障加油车正常运行的关键。长期使用的气控液动阀,其密封性能可能会因磨损、老化等因素而下降,导致气体泄漏,不仅影响设备的正常工作,还可能引发安全隐患。
2文氏管气控液动阀的工作机理及其影响
文氏管气控液动阀在气动控制系统下的加油作业中起至关重要的作用,这种阀门分常开和常闭两种类型,都需要在高温、高压、快速流动的环境下保持高度的可靠性和稳定性。
2.1常闭型气动液控阀
常闭型气控液动阀在没有外界气压作用时,阀门处于关闭状态,阻止介质流通;当气压作用于阀门时,阀门打开,允许流体通过。这种阀门设计常用于需要在特定条件下才允许流体通过的场合。
常闭型气控液动阀在加油车设计中的应用是为了确保在零工作状态下的安全性和密封性。这种阀门的设计理念使得它在没有气压作用时自动关闭,从而防止燃油意外泄漏。对于加油车需要处理易燃易爆液体的设备来说至关重要。在零工作状态下,由于高温导致系统内部的油液膨胀,压力无法正常释放,对其系统造成损害,甚至可能引发安全问题。
2.2常开型气控液动阀
常开型气控液动阀是一种通过压缩空气作为动力源来驱动的阀门。其在未受到气动信号时通常处于开启状态;当气动信号作用于气控液动阀时,阀门处于关闭状态。
在高温条件下,气控液动阀系统内部压力也能通过阀门释放,有效避免了憋压现象的发生。其优势在于其能够维持系统的压力平衡,减少因压力过高引起的设备损坏风险。然而,这种设计也导致在零工作状态下发生不必要的油液泄漏,如果没有适当的监控和控制措施,会造成较大影响或者引发火灾。
2.3高温条件对气控液动阀的影响
根据克拉伯龙方程PV=nRT,温度(T)的增加会导致压力(P)的升高,如果容积(V)保持不变。在零工作状态下加油车的液控系统中,这种压力的增加如果没有适当的释放机制,就会导致系统内部压力过高,即憋压。憋压不仅会导致气控液动阀门和其他元件的损坏,还可能引发安全事故。
高温对气控液动阀的影响因素主要有以下几点:
①材料性能变化:在高温环境下,气控液动阀的材料可能会发生膨胀、热应力变化或热软化等现象。如密封材料的老化和硬化,可能导致密封失效,出现泄漏问题。
②热膨胀导致卡滞:高温可能导致气控液动阀内部零部件的热膨胀不一致,使阀门内部的配合间隙变小,增加摩擦和磨损,甚至导致阀门卡滞或失效。
③控制精度降低:高温会影响气控液动阀的控制精度,如果阀门无法准确控制流体的流量或压力,可能会导致管道系统中的压力异常升高,引发憋压。
④安全隐患:如果高温导致气控液动阀失效,可能会出现意外情况,如燃油泄漏、设备损坏等,对人员和设备的安全构成危害。
综上所述,高温环境对气控液动阀的影响不容忽视。憋压现象作为其中的一个潜在问题,会导致设备损坏、安全性能下降,甚至引发安全隐患。为了确保气控液动阀在高温环境下的正常工作和安全性,需要采取相应的措施来应对这些影响,降低憋压现象的发生,确保设备和管道系统的安全稳定运行。
3优化文氏管气控液动阀的有效措施
3.1闭环控制系统的设计与实现
闭环控制系统的核心在于能够实时监测和调节气控液动阀的状态,以适应不同的工作环境。在高温条件下,系统通过感应平台胶管或卷盘胶管的控制信号,自动选择文氏管气控液动阀,保持压力在安全范围内。这种设计可以有效避免因温度升高导致的憋压问题,确保加油过程的平稳进行。
3.1.1闭环控制系统的设计要素
①传感器选择与布局:选择高精度的压力传感器来监测平台胶管和卷盘胶管的控制信号,并合理布局以确保数据的准确性和实时性。
②执行器的响应速度:在零工作状态下,选择响应速度快的执行器,以确保在压力异常时能迅速调节气控液动阀,防止憋压现象。
③系统的冗余设计:为了提高系统的可靠性,设计冗余的传感器和执行器,即使部分设备发生故障,系统仍能正常工作。
3.1.2闭环控制系统的实现步骤
①系统集成测试:在实际环境中对系统进行集成测试,确保所有组件协同工作,满足设计要求。
②压力模拟与调试:通过模拟不同压力环境,调试系统的控制逻辑和响应,确保在各种工作条件下都能保持稳定。
③安全性验证:进行多轮安全性验证,确保系统在紧急情况下能够自动泄压,避免事故发生。
④用户培训与手册编写:为操作人员提供培训,并编写详细的操作手册,确保用户能够正确使用系统。
3.2常开型闭环控制系统气控液动阀
常开型闭环控制系统气控液动阀是一种特殊的控制阀,其在零工作状态下处于完全开启的状态,允许流体自由通过。这种控制阀通常用于需要快速响应和精准控制的系统中。一旦闭环控制系统感知到需要调节或控制流体流量、压力或其他关键参数时,它就会发送相应的控制信号给气控液动阀,使其部分关闭以维持系统设定的工作点。
因此,将文氏管气控液动阀由常闭型改为常开型,这样可以有效避免高温条件下憋压现象的发生,同时提高阀门的密封性。再引入闭环控制系统,该系统可以根据采集到的零工作状态信号,实时调节所有的文氏管气控液动阀的开闭状态,从而确保在高温环境的压力释放。
4结束语
在本文中,我们深入探讨了基于文氏管气控液动阀闭环控制系统的设计与实现,以及其对加油系统性能的显著影响。通过采用常开型气控液动阀,并结合闭环控制技术,不仅能有效解决了在零工作状态下高温环境中的憋压问题,还提高了整个加油系统的安全性和可靠性。
通过对传感器的精确选择、控制逻辑的精心设计、执行器的快速响应以及系统冗余的实时考虑,闭环控制系统展现了其在实际应用中的高效性和稳定性。这些优化措施为未来飞机加油车的设计与完善提供了新的思路。期望本文章能够激发更多的创新思考,并在实际工程应用中发挥重要作用,为加油系统的安全运行和持续改进提供坚实的支持。
参考文献:
[1] 冯肇波. 气动阀门常见故障及处理方法[J]. 现代信息科技. 2019,3(14); 152-153+155
[2] 隋建. 浅谈气动阀的选型及故障分析[J]. 通用机械. 2019,(10); 37-38+67