Counterbalance Valve (IL)

Клапан регулирования высокого давления в изотермической жидкой системе

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Клапаны контроля потока

Описание

Блок Counterbalance Valve (IL) моделирует обычно закрытый клапан регулировки давления в изотермической жидкой сети. Клапан противовеса обычно используется, когда события с высоким давлением ожидаются или когда управляемая манипуляция при высоком давлении будет требоваться, такие как гидравлическая перегрузка или понижение приостановленных загрузок. Клапан функционирует под балансом силы между пружиной и отступающим давлением в порте B и давлением загрузки в порте L. Когда проверенная линия давления, экспериментальное давление в порте P, превышает давление в порте B, клапан начинает открываться.

Нет никакого потока между портами B и P или между портами L и P.

Открытие клапана

Клапан противовеса действует под балансом силы:

$p_{p i l o t} A_{p i l o t} + p_{l o a d} A_{l o a d} = p_{b a c k} A_{b a c k} + F_{s e t},$

где:

_Пилот p является давлением в порте P.
_{Загрузка} p является давлением в порте L.
p _назад является давлением в порте B.
_Набор F является накопленной силой из-за пружины и предварительно загружающий в порте B.

Области портов _пилот A, _{загрузка} A и A _назад установлены Pilot ratio:

$R_{p i l o t} = \frac{A_{p i l o t}}{A_{l o a d}},$

и Back pressure ratio:

$R_{b a c k} = \frac{A_{b a c k}}{A_{l o a d}} .$

Отношение 4:1 или 3:1 типично для клапанов противовеса.

Предварительно установленная сила, _набор F, представляет пружинное предварительно загружение и упругую силу в порте B, которые характеризуются как Set pressure differential, _набор p:

$F_{s e t} = p_{s e t} A_{l o a d} .$

Открытие параметризации

Линейная параметризация области клапана, для обычно открытых клапанов:

$A_{v a l v e} = \hat{p} (A_{l e a k} - A_{\max}) + A_{\max},$

и поскольку обычно закрытые клапаны:

$A_{v a l v e} = \hat{p} (A_{\max} - A_{l e a k}) + A_{l e a k} .$

Компенсатор управления нормировал давление, $\hat{p}$ :

$\hat{p} = \frac{(p_{l o a d} + p_{p i l o t} R_{p i l o t} - p_{b a c k} R_{b a c k}) - p_{s e t}}{(p_{\max} - p_{s e t})},$

где:

_pset является Set pressure differential.
_pmax является Maximum opening pressure differential.

Нормированное давление запорного клапана:

$\hat{p} = \frac{p_{c o n t r o l} - p_{c r a c k i n g}}{p_{\max} - p_{c r a c k i n g}} .$

где:

_pcracking является Cracking pressure differential.
_pmax является запорным клапаном Maximum opening pressure differential.

В экстремальных значениях управления и областей значений давления запорного клапана, можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем корректировки блока Smoothing factor. С ненулевым коэффициентом сглаживания функция сглаживания применяется к каждому расчетному давлению, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях этих областей значений.

Когда Smoothing factor, s, является ненулевым, сглаживавшее, нормированное давление вместо этого подано к области клапана:

${\hat{p}}_{s m o o t h e d} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} \sqrt{{\hat{p}}_{}^{2} + {(\frac{s}{4})}^{2}} - \frac{1}{2} \sqrt{{(\hat{p} - 1)}^{2} + {(\frac{s}{4})}^{2}},$

В Tabulated data параметризация, сглаживавшее, нормированное давление также используется, когда коэффициент сглаживания ненулевой с линейной интерполяцией и самой близкой экстраполяцией.

Порты

Сохранение

развернуть все

`L` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Загрузите порт и жидкий выходной порт от клапана.

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Порт противодавления и жидкий порт записи к клапану.

`P` — Порт Pressure
изотермическая жидкость

Управляйте, или пилот, порт давления. Когда объединенное давление в P и B превышает поддержку и пружинные давления, запорный клапан между портами B и L открывается.

Параметры

развернуть все

Model parameterization

`Opening parameterization` — Вводная параметризация
`Linear` (значение по умолчанию) | `Tabulated data`

Метод моделирования открытия клапана. Открытие или параметризовано линейно, который коррелирует площадь открытия к диапазону открытия поршня управления предоставленными пользователями данными, которые коррелируют площадь открытия клапана к перепаду давления по клапану.

`Set pressure differential` — Начальное пружинное давление сжатия
5 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Вклад давления сжатой пружины перед работой клапана.

`Maximum opening pressure differential` — Максимальное давление клапана компенсатора
6 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальное давление клапана компенсатора.

`Maximum opening area` — Загрузите максимум отверстия открытая область
`8e-5` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимум открывает область отверстия в линии нагрузки. Внутренне, это отверстие соединяется параллельно с запорным клапаном линии нагрузки. Отверстие и запорный клапан могут иметь различные площади поперечного сечения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Valve parameterization на Linear.

`Leakage area` — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Сумма всех разрывов, когда клапан находится в положении полностью закрытого отверстия. Любая область, меньшая, чем это значение, насыщается к определенной площади утечки. Это способствует числовой устойчивости путем поддержания непрерывности в потоке.

`Opening area vector` — Вектор из площадей открытия
`[1e-10, 2e-05, 4e-05, 6e-05, 8e-05, .0001]` м^2 (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из площадей открытия клапана для табличной параметризации площади открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать непосредственные элементам в параметре Pressure differential vector. Элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Valve parameterization на Tabulated data - Area vs. control member travel.

`Pressure differential vector` — Вектор из значений перепада давления
5 : 0.2 : 6 MPa (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из значений перепада давления для табличной параметризации площади открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать непосредственные элементам в параметре Opening area. Элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Valve parameterization на Tabulated data.

`Pilot ratio` — Отношение пилотной зоны
3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Отношение области порта управления к области портов загрузки.

`Back pressure ratio` — Отношение области противодавления
4 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Отношение области портов противодавления к области портов загрузки.

`Discharge coefficient` — Коэффициент расхода
0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Поправочный коэффициент, который составляет потери выброса в теоретических потоках.

`Critical Reynolds number` — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через клапан.

`Opening dynamics` — Ввести ли задержку потока из-за открытия отверстия
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Ли с учетом переходных эффектов к гидросистеме из-за открытия клапана. Установка Opening dynamics к On аппроксимирует вводные условия путем представления задержки первого порядка в ответе давления. Opening time constant также влияет на смоделированную вводную динамику.

`Smoothing factor` — Числовой коэффициент сглаживания
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Непрерывный коэффициент сглаживания, который вводит слой постепенного изменения к ответу потока, когда клапан находится в почти открытых или почти закрытых позициях. Установите это значение к ненулевому значению меньше чем один, чтобы увеличить устойчивость вашей симуляции в этих режимах.

`Opening time constant` — Постоянная времени открытия отверстия
0.1 s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Постоянный, который получает время, требуемое для жидкости достигнуть установившихся условий при открытии или закрытии клапана от одного положения до другого. Этот параметр влияет на смоделированную вводную динамику.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening dynamics на On.

Запорный клапан

`Cracking pressure differential` — Установите давление для работы запорного клапана
0.01 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Значение перепада давления, которое инициировало клапан, чтобы открыться.

`Maximum opening pressure differential` — Максимальное давление при клапане
0.1 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальное давление клапана. Это значение ограничивает давления в выходе клапана, чтобы обеспечить физические значения в процессе моделирования.

`Maximum opening area` — Максимум открывает область
`1e-4` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимум открывает область запорного клапана в линии нагрузки. Внутренне, этот запорный клапан соединяется параллельно с отверстием линии нагрузки. Отверстие и запорный клапан могут иметь различные области.

Примеры модели

Hydraulic Actuator with Dual Counterbalance Valves

Гидравлический привод с двойными клапанами противовеса

Привод, которым управляет распределительный клапан с 4 путями и загруженный с переопределяющей загрузкой, требуя, чтобы использование клапанов противовеса препятствовало тому загрузка вползти, когда распределительный клапан находится в нейтральном положении. В нейтральном положении распределительный клапан соединяет порты А и B к резервуару при блокировании порта P давления. Блок клапанов противовеса течет из возврата резервуару, таким образом содержа привод на месте.

Введенный в R2020a

Документация

Counterbalance Valve (IL)

Описание

Открытие клапана

Открытие параметризации

Порты

Сохранение

`L` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`P` — Порт Pressure
изотермическая жидкость

Параметры

Model parameterization

`Opening parameterization` — Вводная параметризация
`Linear` (значение по умолчанию) | `Tabulated data`

`Set pressure differential` — Начальное пружинное давление сжатия
5 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening pressure differential` — Максимальное давление клапана компенсатора
6 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening area` — Загрузите максимум отверстия открытая область
`8e-5` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Leakage area` — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Opening area vector` — Вектор из площадей открытия
`[1e-10, 2e-05, 4e-05, 6e-05, 8e-05, .0001]` м^2 (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

`Pressure differential vector` — Вектор из значений перепада давления
5 : 0.2 : 6 MPa (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

`Pilot ratio` — Отношение пилотной зоны
3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Back pressure ratio` — Отношение области противодавления
4 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Discharge coefficient` — Коэффициент расхода
0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Critical Reynolds number` — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Opening dynamics` — Ввести ли задержку потока из-за открытия отверстия
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Smoothing factor` — Числовой коэффициент сглаживания
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Opening time constant` — Постоянная времени открытия отверстия
0.1 s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Запорный клапан

`Cracking pressure differential` — Установите давление для работы запорного клапана
0.01 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening pressure differential` — Максимальное давление при клапане
0.1 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening area` — Максимум открывает область
`1e-4` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Примеры модели

Гидравлический привод с двойными клапанами противовеса

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Counterbalance Valve (IL)

Описание

Открытие клапана

Открытие параметризации

Порты

Сохранение

L — Жидкий порт изотермическая жидкость

B — Жидкий порт изотермическая жидкость

P — Порт Pressure изотермическая жидкость

Параметры

Model parameterization

Opening parameterization — Вводная параметризация Linear (значение по умолчанию) | Tabulated data

Set pressure differential — Начальное пружинное давление сжатия5 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Maximum opening pressure differential — Максимальное давление клапана компенсатора6 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Maximum opening area — Загрузите максимум отверстия открытая область 8e-5 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Leakage area — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия 1e-10 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Opening area vector — Вектор из площадей открытия [1e-10, 2e-05, 4e-05, 6e-05, 8e-05, .0001] м^2 (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Pressure differential vector — Вектор из значений перепада давления5 : 0.2 : 6 MPa (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Pilot ratio — Отношение пилотной зоны3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Back pressure ratio — Отношение области противодавления4 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Discharge coefficient — Коэффициент расхода0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Critical Reynolds number — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Opening dynamics — Ввести ли задержку потока из-за открытия отверстия Off (значение по умолчанию) | On

Smoothing factor — Числовой коэффициент сглаживания0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Opening time constant — Постоянная времени открытия отверстия0.1 s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Запорный клапан

Cracking pressure differential — Установите давление для работы запорного клапана0.01 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Maximum opening pressure differential — Максимальное давление при клапане0.1 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Maximum opening area — Максимум открывает область 1e-4 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Примеры модели

Гидравлический привод с двойными клапанами противовеса

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`L` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`P` — Порт Pressure
изотермическая жидкость

`Opening parameterization` — Вводная параметризация
`Linear` (значение по умолчанию) | `Tabulated data`

`Set pressure differential` — Начальное пружинное давление сжатия
5 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening pressure differential` — Максимальное давление клапана компенсатора
6 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening area` — Загрузите максимум отверстия открытая область
`8e-5` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Leakage area` — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Opening area vector` — Вектор из площадей открытия
`[1e-10, 2e-05, 4e-05, 6e-05, 8e-05, .0001]` м^2 (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Pressure differential vector` — Вектор из значений перепада давления
5 : 0.2 : 6 MPa (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Pilot ratio` — Отношение пилотной зоны
3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Back pressure ratio` — Отношение области противодавления
4 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Discharge coefficient` — Коэффициент расхода
0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Critical Reynolds number` — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Opening dynamics` — Ввести ли задержку потока из-за открытия отверстия
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Smoothing factor` — Числовой коэффициент сглаживания
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Opening time constant` — Постоянная времени открытия отверстия
0.1 s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Cracking pressure differential` — Установите давление для работы запорного клапана
0.01 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening pressure differential` — Максимальное давление при клапане
0.1 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening area` — Максимум открывает область
`1e-4` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина