阀芯旋转式高速开关阀关闭过程压力冲击特性研究

来源：机床与液压杂志2025年第19期北京时间：

作者：刘子龙，王鹤，时祖攀，张晓宇，刘晋沛

单位：太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室；太原理工大学，新型传感器与智能控制教育部重点实验室

摘要：为突破阀芯往复运动结构对高速开关阀开关频率的限制，提出一种阀芯旋转式高速开关阀，通过阀芯快速旋转实现高开关频率。在此基础上，通过CFD仿真研究阀口快速关闭过程中阀内部压力冲击，分析阀芯转速、阀芯直径、阀腔长度、阀口面积变化规律对冲击压力的影响。研究结果表明：阀口关闭过程中，阀芯转速增加与阀芯直径减小会使最大冲击压力增加，但阀腔长度对最大冲击压力几乎没有影响；在3种不同的阀口面积变化规律中，阀口为菱形和三角形、沟槽为三角形两种结构的阀最大冲击压力结果相近，然而阀口为圆形、沟槽为矩形结构的阀由于对称性较好且没有尖角，其最大冲击压力明显小于前两者；改变阀芯结构，提出一种圆锥形阀杆，为流体提供了一个平滑的过渡区域，有效降低了最大冲击压力，为结构优化提供了参考。

关键词：高速开关阀;流场分析;压力冲击;面积变化规律

基金资助：国家自然科学基金项目（51805350）；山西省基础研究计划项目（202303021221003）