高压超高温快速换向阀的传动系统解析
高压超高温快速换向阀的传动系统
７ ． 隔热套管 ８ ． 阀杆总成 ９ ． 阀盖 １ ． Ｏ支架 １． 气动传动总成 １ ｌ－ ２手动传动总 成
此 阀 门经过 一 年半 的设 计和 试 制 ，并 请 清华 大学 和天津大学应 用有限元对主要零件进 行分析计算 。产品
于２ ０ 年底进行验收 。 ０４
二 传动系统的结构
快速换 向阀 三层 两体式阀芯
一
前言
图１ 总装 图
１ ． 阀底座 ２下阀座 ３阀芯总成 ４阀体 ５隔热 衬里 ６上阀座 ． ． ． ．
高压超高温快速换向阀是空气动力装置 （ 风洞）
上用的 特殊 阀门 ，阀 门的最高 工作温 度９ ０ ０ Ｃ，最高工 作压力 １ＭＰ ，公称 通径ＤＮ２ ０ ２ ａ ０ ，换 向时 间≤２ ，系 国 ｓ 内外首创 ，如 图１ 所示 。技术要 求如下 ： １ ）阀芯换 向平 稳 ，对 阀座 无明显撞击 现象 ，换 向 时间 ≤２ 。 ｓ ２ ）高温 气流 流经换 向阀的热量损失要小 ，进出 口 ） 气流温差 ≤ｌ ℃。
１ 下护板 ２下隔热 层 ３ ． ． 阀芯下部 ４外圆防护 套 ５ ． 阀杆头部
气缸内径６ ０ ３ ｍｍ，用两 只德国Ｆ Ｔ ＥＳ Ｏ公 司的３４ｎ 电 ／ｉ大
磁阀向气缸供气 。在气控 管路上 ，还安装两 只韩 国宇 策 公司的快速排气阀 ，可降低活塞背压 ，使活塞移动速 度 达到设计要 求。在气缸 座的上 、下端 分别安装８ 只液动 阻尼油缸 ，阻尼效果 可由操作者控制调节 阀。
图４气动控制系统
外表面堆焊钻基硬质合金；第二层为隔热层，可减少
保护套对 阀杆主体 的热传导和热 辐射 ；第 三层为 阀杆 主体 ，选用４ ｒ４ ｉ４ Ｍｏ 强耐热钢 ；第 四层为 Ｃ ｌＮ １Ｗ２ 高 冷却管 ，冷却空气从 管内进入 ，流经阀杆头部 ，再从 阀杆主体 的内孔 ，即冷却管 的外 壁排出 。该 结构通过 有限元 分析 ，阀杆 主体 的外壁 温度 ５８ ，等效 应 力 ３℃ ２７ ａ ８ＭＰ ，内壁温度３５ ７ ℃，等效应力１６ ａ ６ＭＰ ，温差梯
高压阀工作原理
高压阀工作原理
高压阀是一种用于控制高压流体或气体流动的装置。
它通常由阀门主体、阀芯、密封装置和操作装置等部件组成。
高压阀的工作原理是通过阀芯的升降和旋转运动来控制流体或气体流动的开启和关闭。
当阀芯处于关闭位置时，阀门主体和阀座之间的密封装置通过压力将阀门紧密关闭，避免流体或气体泄漏。
当需要开启阀门时，操作装置会施加力量，使阀芯向上或向旋转，打破密封装置的有效密封。
这样，流体或气体就可以通过阀门主体和阀座之间的开口流动。
为了控制流量和压力的大小，高压阀还可以配备调节装置。
通过调节装置，可以改变阀芯的开启程度，从而改变流体或气体的流动速度和压力。
需要注意的是，高压阀在工作时需要经受高压的冲击和较大的摩擦力。
为了保证其正常运行和延长使用寿命，高压阀需要定期进行维护和保养，以确保其可靠性和安全性。
总结而言，高压阀通过阀芯的运动控制流体或气体的开启和关闭，从而实现对高压流体或气体的控制。
它是工业生产和其他领域中不可或缺的装置之一。
德国超高压液压泵工作原理
德国超高压液压泵工作原理
德国超高压液压泵采用以下工作原理：
1. 动力源：德国超高压液压泵通常由电机或柴油机提供动力。
这些动力源通过传动装置将能量传递给液压泵。
2. 泵体和叶片：液压泵的主要部件是泵体和叶片。
泵体通常由高强度材料制成，能够承受高压力。
叶片则负责产生液体的压力。
3. 液体进入：液体通过进口管道进入泵的吸入口。
当液体进入泵体时，叶片开始转动。
在某些类型的液压泵中，还配有滤芯，用于过滤液体中的杂质和颗粒。
4. 叶片旋转：当电机或柴油机开始运转时，叶片开始旋转。
这个旋转过程由电机的转子或柴油机的曲轴启动。
叶片的旋转会在泵体中形成一个负压区域。
5. 液体被吸入：由于负压效应，液体被吸入泵体，并进入叶片的间隙中。
叶片旋转的同时，液体被推向泵出口。
6. 压力产生：随着叶片旋转的加速，泵体中形成了高压区域。
液体在高压下被推向泵出口。
7. 液体排出：高压液体通过出口管道从液压泵中排出，并供应给液压系统的其他部件使用。
在液压系统中，高压液体用于实现力的传递、工具的驱动等。
总体来说，德国超高压液压泵通过动力源的驱动和叶片的旋转，将液体吸入并产生高压，然后通过出口管道将高压液体输出。
这种工作原理使其能够提供高压力和较大流量的液压能力，适用于各种液压系统应用。
换向阀的结构及工作原理
换向阀的结构及工作原理换向阀是一种广泛应用于液压系统中的控制元件，它的结构和工作原理对于理解液压系统的工作机理非常重要。
下面将介绍一份关于换向阀的结构及工作原理的文章，希望对您有所帮助。
## 换向阀的结构及工作原理### 一、换向阀的结构换向阀是一种用于控制液压系统压力、流量和方向的重要元件，通常由阀体、阀芯、阀杆、弹簧、密封件、阀座等组成。
1. 阀体：换向阀的外壳，用于固定阀芯和其他部件，承受液压系统的压力。
2. 阀芯：换向阀的主要控制部件，通过移动来改变液压流动的通路。
3. 阀杆：连接阀芯和外部操作装置，使操作者可以通过操作杆来实现对阀芯的控制。
4. 弹簧：用于平衡或辅助阀芯的运动，保证阀芯的回位或在特定压力下动作。
5. 密封件：用于防止液压油泄漏，确保换向阀的正常工作。
6. 阀座：用于支撑阀芯，保证液压系统的密封性和可靠性。
### 二、换向阀的工作原理换向阀的工作原理主要包括液压系统的液压原理和控制原理。
1. 液压原理：液压系统通过液压油传递压力和控制执行元件的运动。
当液压泵提供液压油源时，液压油经过换向阀控制，通过管路输送到执行元件。
2. 控制原理：换向阀通过改变阀芯的位置来控制液压油的流动方向，从而控制执行元件的运动。
当操作者通过操作换向阀的阀杆或外部装置来改变阀芯的位置，液压油就会通过不同的通路流动，从而实现对液压系统的控制。
换向阀工作的基本原理是：通过改变阀芯的位置，使得不同的油口与不同的油路相连或隔断，从而控制液压油流动的方向，实现对液压系统的控制。
*液压系统的工作过程如下：*1. 换向阀静止时，液压油通过阀芯两端的油口，继而流向执行元件，执行元件也相应运动。
2. 当操作者改变阀杆的位置使得阀芯移动时，阀芯的不同部位会与不同的通路相连或隔断，导致液压油的流动方向改变，从而实现对执行元件的控制。
### 三、换向阀的应用换向阀广泛应用于工程机械、农业机械、船舶、航空航天等领域的液压系统中，在各种液压装置中均有应用。
换向阀工作原理及简介介绍 换向阀工作原理
换向阀工作原理及简介介绍换向阀工作原理换向阀工作原理：六通换向阀紧要由阀体、密封组件、凸轮、阀杆、手柄和阀盖等零部件构成阀门由手柄驱动，通过手柄带动阀杆与凸轮旋转，凸轮具有定位驱动与锁定密封组件的开启与关闭功能。
手柄逆时针旋转，两组密封组件分别在凸轮的作用下关闭下端的两个通道，上端的两个通道分别与管道装置的进口相通。
反之，上端的两个通道关闭，下端两个通道与管道装置的进口相通，实现了不停车换向。
上阀盖 2手柄 3阀杆 4凸轮 5密封组件 6阀盖 7阀体（1）六通阀的阀体由隔板分成两腔，每腔都有3个通道，中心为进油口，两端为出油口。
阀体为碳钢板焊结构，体积小，质量轻，结构紧凑，提高了材料的利用率，缩短了生产周期，降低了成本。
密封面堆焊不锈钢，防锈耐腐蚀，密封面经过精加工后抛光研磨，表面粗糙度Ra0.8m。
（2）六通阀有两组密封组件。
每组密封组件由阀瓣、密封圈、调整块、调整螺钉、夹板和螺栓构成。
阀瓣为碳钢板焊件，设有加强筋，即加添阀瓣强度又起导向作用，保证每组阀瓣间的同轴度。
阀瓣上镶嵌聚氨脂橡胶圈，该材料具有耐油、耐磨损、性能稳定、密封良好和使用寿命长的特点。
在凸轮的作用下，密封圈的球面与阀体密封面相接触产生挤压弹性变形，达到密封效果。
调整块和调整螺钉在两组密封组件不能同步到位时可起调整作用，确保各通道密封性能同步到位1夹板 2螺栓 3调整块 4阀瓣 5密封圈 6调整螺钉（3）阀杆与阀体隔板和上阀盖间的轴向密封接受O形圈。
（4）阀体隔板及上阀盖轴孔部位镶有铜套，可减小与O形圈间的摩擦力矩，密封组件开启与关闭快捷，操作力矩小。
（5）上阀盖设有指示牌及限位螺钉，阀杆上安装指针，明确指示各通道的接通情形，易于操作。
换向阀简介：换向阀又称克里斯阀，阀门的一种，具有多向可调的通道，可适时更改流体流向。
可分为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀等。
工作时借着阀外的驱动传动机构转动驱动轴，带动摇拐臂，启动阀板，使工作流体时而从左入口通向阀的下部出口，时而从右入口变换通向下部出口，实现了周期变换流向的目的。
简述换向阀的工作原理
简述换向阀的工作原理
换向阀是一种控制液压系统中工作液体流向的装置。
它通常用于控制液压系统中液体流向的转换，从而实现不同液压元件的工作动作。
换向阀的工作原理主要包括以下几个部分：
1. 驱动元件：换向阀内部通常有一种驱动元件，例如手动操作杆、电磁铁、压力元件等，用于控制阀门的开启和关闭。
2. 阀芯：换向阀内部有一个阀芯，它能够在给定的位置上移动。
阀芯上通常有几个不同形状的通道和孔，用于控制液体的流动。
3. 弹簧：阀芯上通常带有一个或多个弹簧，用于将阀芯保持在默认位置。
4. 固定部件：换向阀还包括一些固定的部件，例如阀体、阀盖、密封件等。
换向阀的工作过程如下：
1. 当驱动元件施加力或力矩时，阀芯会移动。
移动的方向和距离取决于驱动元件的操作方式。
2. 阀芯移动后，通道和孔会发生变化。
不同的通道和孔的组合可以使液体流向不同的液压元件。
例如，当阀芯的某个通道与进口通道对齐时，液体可以从进口进入阀体；当阀芯的某个通
道与出口通道对齐时，液体可以从阀体流出。
3. 当驱动元件松开时，弹簧的作用下，阀芯会返回到默认位置。
此时，液体流向将恢复到初始状态。
通过这样的工作原理，换向阀能够根据操作人员或系统的需要，控制液压系统中液体的流向，从而实现不同的工作动作。
这在许多液压设备和系统中都被广泛应用。
高压阀的工作原理
高压阀的工作原理
高压阀是一种用于控制流体流动的装置，其工作原理主要是基于阀内的阀芯通过升降、旋转等动作来改变阀门的开度，从而控制流体的通断与流量大小。
具体工作原理如下：
1. 当阀门关闭时，阀芯与阀座完全接触，形成密封，阻止流体通过阀门。
2. 当需要控制流体通过阀门时，通过操作机构（如手动、电动、气动等）使阀芯与阀座分离一定距离，形成流通通道。
3. 当阀芯与阀座分离后，流体可以顺利穿过阀门，实现流通。
阀芯的升降和旋转动作可根据需要调整流体的通断与流量大小。
4. 当需要关闭阀门时，操作机构使阀芯再次与阀座接触，阻止流体通过阀门。
高压阀的工作原理主要依赖于阀芯与阀座之间的密封性能，以及操作机构对阀芯的控制能力。
阀芯和阀座通常采用耐高压、耐磨损、耐腐蚀的材料制成，以确保在高压环境下能够有效密封。
操作机构的设计和控制方法各有不同，可以根据具体的应用需求来选择。
总之，高压阀通常是通过控制阀芯与阀座的相对位置，来实现流体的通断和流量控制。
其工作原理简单而可靠，广泛应用于工业生产中的高压流体管道系统。
换向阀工作原理
换向阀工作原理
换向阀是一种用于控制流体的流向的装置，常见于液压系统中。
它由一个阀芯和阀体组成，阀体上有两个或多个进、出口，通过控制阀芯的位置来控制不同方向的流体流动。
换向阀工作时，阀芯会从一个位置滑动到另一个位置，改变液体的流向。
在换向阀中，阀芯通常有三个位置：中间位置、工作位置和中立位置。
中间位置时，进口与出口被切断，流体无法通过阀体；而在工作位置时，进口和一个出口相连，流体从进口流入并从出口出去；中立位置是在中间位置和工作位置之间，此时进口和另一个出口相连。
换向阀的工作原理是依靠液压力的作用。
当液压力通过控制信号作用于阀芯时，阀芯会向一个确定的方向滑动，改变进、出口的连接情况。
当液压力消失时，阀芯会返回到中立位置。
在换向阀中，通常采用螺纹或连杆结构来传递液压力。
螺纹结构通过旋转阀芯来实现改变流向；连杆结构通过连杆连接阀芯和控制元件，当控制元件运动时，阀芯也会相应滑动。
除了螺纹和连杆结构，换向阀还可以采用电磁控制、手动控制和气动控制等方式。
在电磁控制换向阀中，通过给定的电流信号控制阀芯的位置；手动控制换向阀需要人工操作来改变阀芯的位置；气动控制换向阀则通过气压信号来控制阀芯的位置。
总之，换向阀是一种通过改变阀芯位置来控制流体流向的装置。
它可以采用不同的结构和控制方式，实现在液压系统中的流向控制。
换向阀的工作原理
换向阀的工作原理换向阀是机械设备中常见的控制元件，用于控制介质的流向。
它具有一定的结构和工作原理。
下面将详细介绍换向阀的工作原理。
换向阀的工作原理主要基于它的结构和内部部件。
换向阀通常包含一个阀体、阀芯、阀座和控制机构。
阀体是一个金属或塑料制成的外壳，用于保护内部部件。
阀芯是位于阀体内的一个活动元件，可调整介质的流向。
阀座是连接阀体和阀芯的部件，它能够确保介质的正常流动。
控制机构用于调节阀芯的位置。
首先，介质通过入口流入阀体。
在阀芯尚未移动之前，阀芯与阀座之间存在连通。
这时，介质可以通过阀芯与阀座之间的间隙流向。
阀芯的位置由控制机构控制，它可以调整阀芯的位置以实现介质的流向控制。
其次，当控制机构启动时，阀芯开始移动。
阀芯的移动会导致与阀芯相连的通道发生变化，进而改变介质的流向。
当阀芯移动向左或向右时，相应的阀芯孔会与阀座内的通道相连或关闭，从而改变介质的流向。
例如，当阀芯移动到左边时，介质将从阀体的一个通道流出，而流入阀体的另一个通道被关闭，介质不能再从此通道流入。
最后，介质通过出口流出。
当阀芯移动到调整到位时，它与阀座形成一个紧密的连接，介质无法通过阀芯和阀座之间的间隙流动。
相反，介质只能通过阀体的出口流出。
总结起来，换向阀的工作原理主要包括介质流入、阀芯移动和介质流出三个步骤。
通过操纵控制机构，阀芯的位置可以调整，以控制介质的流向。
这使得换向阀成为机械设备中不可或缺的控制元件，广泛应用于工业生产和流体控制领域。
换向阀的液压 原理
换向阀的液压原理换向阀是一种用于控制液压系统流体流向的装置。
它通过改变油液在系统中的流动方向，实现对液压设备的控制和调节。
在液压系统中，换向阀通常用于控制液压缸的活塞的运动方向，以实现机械的运动、推动和定位。
换向阀的液压原理是基于液压系统的工作原理。
液压系统中的液压能是通过压力油来传递的，而压力油则是在泵的驱动下通过油管路向液压设备提供动力。
换向阀则起到了调节压力油流向的作用。
换向阀主要由阀体、阀芯和阀头组成。
阀体是换向阀的外壳，起到支撑和保护其他部件的作用。
阀芯是换向阀的核心部件，它通过在阀体内的往复运动，改变流体通过阀口的通道，实现流向的切换。
阀头是连接阀芯和外部控制装置的部件，通过外部信号的作用，控制阀芯的运动。
换向阀主要有三种工作方式：手动操作，机械驱动和电磁驱动。
手动操作方式是通过人工旋转或推动阀头来改变阀芯的位置，实现流向的切换。
机械驱动方式是通过连接机械装置的运动来使阀芯的位置发生改变，从而改变流向。
电磁驱动方式是通过电磁线圈的控制来改变阀芯的位置，实现流向的切换。
换向阀的工作原理可以通过以下步骤来解释。
首先，在液压系统中压力油通过入口进入阀体，并分为两个通道，一个通道为工作通道，用于控制液压设备的动作；另一个通道为回油通道，用于将用完的压力油回流至油箱。
阀芯的位置决定了流体的流向。
当阀芯在某一位置时，工作通道与入口通道相连，压力油进入工作通道，推动液压设备的运动。
同时，回油通道与出口通道相连，用完的压力油回流至油箱。
当阀芯移动到另一位置时，工作通道与出口通道相连，压力油流向油箱，回油通道与入口通道相连，用完的压力油进入回油通道。
通过改变阀芯的位置，换向阀可以实现液压设备的正转、反转和停止。
换向阀的液压原理可简单总结为：通过控制阀芯的位置，改变压力油在液压系统中的流动方向，实现对液压设备动作的控制。
换向阀在液压系统中起到了非常重要的作用，广泛应用于机械、船舶、冶金、石油等领域。
通过合理选择和使用换向阀，可以使液压系统工作更加稳定可靠，并提高设备的运行效率和性能。
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高压超高温快速换向阀的传动系统
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1—阀底座
2—下阀座
3 —阀芯总成
4—阀体
5—隔热衬里
6—上阀座
7—隔热套管
8—阀杆总成
9—阀盖
10—支架
11—气动传动总成
出口气流温差≤1℃； （3）阀门壳体的外表温度≤110℃；
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（4）阀门的使用寿命，在高温下开关5000次 以上； （5）在最高工作压力12MPa和最低工作压力 0.3MPa时，阀门均能密封； （6）对阀体、阀芯、阀座、阀杆等主要零件， 用有限元进行应力和温度的分析计算；
在传动系统中，活塞、阀杆及阀芯为一个运动整 体，该整体可看作是运动组件，该组件在气缸推力、 弹簧力的作用下，克服介质及填料函摩擦阻力向前运 动，完成换向阀的换向动作。 3.2 传动系统的计算 3.2.1 阀杆组件运动速度的计算
阀杆组件的运动是由气缸内压缩空气推动活塞运动 而引起，活塞移动的速度即为阀杆组件的运动速度。 活塞移动速度主要由电磁阀供气量来决定，计算如下：
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பைடு நூலகம்
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图2 三层两体式阀芯结构
1—下护板 2—下隔热层 3—阀芯下部 4—外圆防护套 5—阀杆头部 6—阀芯上部 7—上阀芯密封球面 8—上护板 9—冷却气管 10—上隔热层 11—上阀芯内球面 12—圆周隔热层 13—下阀芯内球面 14—下阀芯密封球面
高压超高温快速换向阀的 传动系统
李保升，吴尖斌，邵程达 （浙江石化阀门有限公司，温州
325024）
高压超高温快速换向阀的传动系统
李保升，吴尖斌，邵程达 （浙江石化阀门有限公司，温州325024）
❖ 摘要：介绍了一种高压超高温快速换向阀
的传动系统的原理、结构及在启闭状态下的 力的计算，详细分析了减振储能系统的特殊 功能。
结构（见图2）。最外层和上、下护板为保护
层，采用钴基硬质合金；第二层为隔热层，
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高压超高温快速换向阀的传动系统
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选用硅酸铝纤维布；最里面为阀芯主体，选用 高温合金钢GH3128。阀芯外面有两个球形密 封面，堆焊Co119，分别和上、下阀座密封面 形成密封。阀芯内部上、下各有一个凹球面， 分别和阀杆头部的两个凸球面接触，以提高其 浮动性。
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1- 阀杆头部 2-阀杆保护套 3-阀杆隔热层 4-阀杆主体 5-冷却管 6-下阀杆顶盖 7-下螺母 8-锁紧螺母 9-对开圆环 10-上螺母 11-上阀杆 12-进气口 13-出气口 14-上接触球面 15-阀芯上部16-下接触球面 17-阀芯下部
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电磁阀额定流量6000升/分，以4000升/分计 算（考虑背压），两只电磁阀8000升/分，即 133升/秒。气缸内径630mm，行程150mm，容 积为：
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2.2 阀杆的结构
阀杆既承受“三高”介质的冲刷，又要承受 传
动系统的拉力和压力，是本阀门关键的受力件。
为了提高阀杆的强度，必须降低阀杆主体的工
作温度。本阀杆设计成四层三体式结构（见图
3），三体是指上阀杆、下阀杆和阀杆头部。所
谓四层，是指下阀杆的内外由四层组成，最外
图1 总装图
12—手动传动总成
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2. 传动系统的结构
本阀门的传动链是：气动执行机构→阀杆→
阀芯。气缸内活塞的上下运动，通过阀杆，带
动阀芯上下运动，分别和上下阀座密封，实现
流道的换向。
2.1 阀芯的结构
阀芯是处于三高（高温、高压、高速）介质
的流体中，工作环境恶劣，设计成三层两体式
层是保护套，一端与阀杆头部焊接，另一端浮
动，不会产生热变形应力， 2020/10/26
高压超高温快速换向阀的传保动系护统 套的外表面堆 9
焊钴基硬质合金。第二层为隔热层，可减少保 护套对阀杆主体的热传导和热辐射。第三层为 阀杆主体，选用4Cr14Ni14W2Mo高强耐热钢。 第四层为冷却管，冷却空气从管内进入，流经 阀杆头部，再从阀杆主体的内孔，即冷却管的 外壁排出。该结构通过有限元分析，阀杆主体 的外壁温度538℃，等效应力287MPa，内壁 温度375℃，等效应力166MPa，温差梯度和 应变梯度都在材料的许用范围内。
图3 四层三体式阀杆结构
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2.3气动控制系统的结构 阀门的气动控制系统包括气缸、活塞、减振储 能机构气控元件等（详见图4）。气缸设计成单缸 双作用气缸，气源压力1.0MPa。气缸的上、下座 分别固定58根减振储能弹簧，弹簧分长、中、短 三组，分级减振阻尼。气缸内径630mm，用两只 德国FESTO公司的3/4“大电磁阀向气缸供气。在气 控管路上，还安装两只韩国宇策公司的快速排气 阀，可降低活塞背压，使活塞移动速度达到设计要 求。在气缸座的上、下端分别安装8只液动阻尼油 缸，阻尼效果可由操作者控制调节阀。
❖ 关键词：超高温；快速换向阀；“三高” 介质；三层两体式阀芯；保护层； 隔热层；
四层三体式阀杆；温差梯度；应变梯度；等 效应力；减振储能弹簧；阻尼油缸。
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高压超高温快速换向阀的传动系统
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1. 概述 高压超高温快速换向阀是空气动力装置（风
洞）上用的特殊阀门，阀门的最高工作温度
900℃，最高工作压力12MPa，公称通径 DN200，换向时间≤2秒。国、内外首创（图 1）.技术要求如下： （1）阀芯换向平稳，对阀座无明显撞击现象， 换向时间≤2秒； （2）高温气流流经换向阀的热量损失要小，进
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9—上阀杆 10—缓闭油缸 11—缓闭油缸活塞 12—节流阀 13—下气缸座 14—活塞 15—气缸 16—短弹簧 17—长弹簧 18—上气缸座 19—手动机构
图4 气动控制系统
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3. 传动系统的分析与计算 3.1 阀杆组件的运动分析