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調節(jié)閥根據(jù)作用方式的選擇

更新時間:2013-09-22      瀏覽次數(shù):1143

(1) 調節(jié)閥作用方式的選擇

氣動調節(jié)閥按作用方式不同,分為氣開閥與氣閉閥兩種。氣開閥隨著信號壓力的增加而打開,無信號時,閥處于關閉狀態(tài)。氣閉閥即隨著信號壓力的增力口,閥逐漸關閉,無信號時,閥處于全開狀態(tài)。

氣開、氣閉閥的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮。 當系統(tǒng)因故障等原因使信號壓力中斷時(即閥處于無信號壓力的情況下時),考慮閥應處于全開還是關閉狀態(tài)才能避免損壞設備和保護工作人員。若閥處全開位置危害性小,則應選氣閉閥;反之,應選氣開閥。

(2) 氣動薄膜執(zhí)行機構作用方式的決定

選定了調節(jié)閥作用方式之后,即可決定氣動薄膜執(zhí)行機構的作用方式,即決定正作用或反作用執(zhí)行機構的問題。

調節(jié)閥與系統(tǒng)壓降之比

>0.6

<0.6

要求的工作特性

平方根

直線

等百分比

平方根

直線

等百分比

選用的固有特性

平方根

直線

等百分比

等百分比

等百分比

等百分比

傳統(tǒng)的執(zhí)行機構與閥體部件的配用情況見表15- 16。依據(jù)所選的氣幵閥或氣閉閥,從該表中即可決定執(zhí)行機構的作用方式及型號。

值得強調的是,對氣開閥采用倒裝閥芯去配正作用執(zhí)行機構,現(xiàn)在看來是極不可取的。不去考慮閥的本身(閥芯仍然正裝),而從改配反作用執(zhí)行機構解決,這樣既簡單、又方便(理由是改動閥比改反作執(zhí)行機構復雜得多)。

(1) “標準彈簧范圍”錯誤說法應糾正

彈簧是氣動調節(jié)閥的主要零件。彈簧范圍是指一臺閥在靜態(tài)啟動時的膜室壓力到走*行程時的膜壓力,用九表示。如Pr為20?lOOkPa,表示這臺閥靜態(tài)啟動時膜室壓力是20kPa,關閉時的膜室壓力是lOOkPa。常用的彈簧范圍有20?lOOkPa、20? 60kPa、60?lOOkPa、60?180kPa、40?200kPa。由 于氣動儀表的標準信號是20?lOOkPa,因此傳統(tǒng)的調節(jié)閥理論把與氣動儀表標準信號一致的彈簧范圍 (20?lOOkPa)定義成標準彈簧范圍。調節(jié)閥廠家按 20?lOOkPa作為標準來出廠,這是錯誤的。

為了保證調節(jié)閥正常關閉和啟動,就必須用執(zhí)行機構的輸出力克服壓差對閥芯產(chǎn)生的不平衡力。對氣閉閥膜室信號壓力首先保證閥的關閉到位,然后再繼續(xù)增加的這部分力,才把閥芯壓緊在閥座上,克服壓差把閥芯頂開。不帶定位器調節(jié)閥的zui大信號壓力是 lOOkPa,它所對應的20?lOOkPa的彈簧范圍只能保證閥芯走到位,再也沒有一個克服壓差的力量,閥工作時必然關不嚴,造成內漏。為此,就必須調整或改變彈簧范圍,但是,把它說成“標準彈簧范圍”就出問題了,因為是標準就不能改動。如果堅持標準,按 “標準彈簧范圍”來調整,那么,它又怎么能投用呢? 在現(xiàn)實中,卻有許多使用廠家和安裝公司,都堅持按 “標準彈簧范圍” 20?lOOkPa來調整和驗收調節(jié)閥, 又確實發(fā)生閥關不嚴的問題。錯誤的根源就在此。

正確的提法應該是“設計彈簧范圍”,是設計生產(chǎn)彈簧的零件參數(shù)。工作時根據(jù)氣開、氣閉還要做出相應的調整,稱為工作彈簧范圍。仍以上述為例,設計彈范圍20?100kPa,對氣閉閥可以將工作彈簧范圍調到10?90kPa,這樣就有10kPa,作用在膜室的有效面積Ae上;又如氣開閥,有氣打開,無氣時閥關閉,此時克服壓差靠的是彈簧的預緊力。為了克服更大的壓差,需調緊預緊力,還需帶定位器,若定位器氣源為140kPa,可以將設計彈簧范圍20?lOOkPa 調緊到50?130kPa,此時輸出力為50kPaXAe。如果把20?lOOkPa作為標準彈簧固定的話,就只有20kPaXAe,帶定位器也失去作用。由iii可見,氣開閥帶定位器也必須調高彈簧范圍的起點壓力才能提高執(zhí)行機構的輸出力。

對不帶定位器的場合,氣閉閥還可以設計20? 80kPa,這樣不帶定位器仍有20kPaXAe的輸出力。 所以彈簧范圍應根據(jù)氣開與氣閉、帶定位器與否、壓差產(chǎn)生的不平衡力作用的方向,三者結合起來才能設計出相適應的彈簧。國外設計的彈簧之所以很多,多達十幾種,就是此道理。由此可見,標準彈簧范圍的提法是錯誤的,它讓人們在“標準” 二字上而不能改 動,誤導人們死套20?lOOkPa來調校,結果造成無輸出力或輸出力不夠。正確的做法應是:將“標準彈簧范圍”提法取消,改為“設計彈簧范圍”。其中20?lOOkPa的彈簧范圍稱為常用彈簧范圍。

(2)彈簧范圍的選擇

彈簧范圍的選擇主要從閥的穩(wěn)定性、輸出力兩方面考慮。

①從閥的穩(wěn)定性上選擇彈簧應該是越硬越好, 如選用40?200kPa、60?180kPa的彈簧,它不僅克服輕微振蕩、克服摩擦力,而且能使閥芯往復運動自如。

②從輸出力上選擇由于執(zhí)行機構的輸出力是執(zhí)行機構總的合力減去彈簧的張力、摩擦力,彈簧越軟其輸出力就越大。所以,從輸出力上考慮應該選擇軟彈簧(即小的彈簧范圍)。

③從綜合性能上選定彈簧范圍若從穩(wěn)定性上選擇,要選用彈簧范圍大的硬彈簧;若從輸出力來看,又應該選用彈簧范圍小的軟彈簧。兩者互為矛盾,因此應予以綜合考慮。在滿足輸出力的情況下, 盡量選用范圍大的硬彈簧。筆者建議,對薄膜閥充分利用定位器250kPa的氣源,選用60?180kPa的彈簧,它對氣開閥有60kPa的輸出力,對氣閉閥有250kPa—180kPa=70kPa的輸出力,其彈簧范圍pr為180kPa — 60kPa = 120kPa。再看傳統(tǒng)的20? lOOkPa的彈簧配UOkPa的氣源時的輸出力:氣開閥為 20kPa,氣閉閥為 140kPa—100kPa=40kPa,其彈 簧范圍pr=lOOkPa— 20kPa= 80kPao由此不難看出, 無論從輸出力、剛度上講,建議選擇60?180kPa的彈簧范圍遠遠*于常規(guī)彈簧范圍。

④特殊情況彈簧范圍的選擇若遇大口徑、大壓差、含顆粒等場合時,其彈簧范圍的選定通過詳細計算來確定。

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