解析REXROTH電磁閥工作流量特性介紹

    解析REXROTH電磁閥工作流量特性介紹

    REXROTH電磁閥閥芯與閥座之間的節(jié)流面積便可調(diào)節(jié)流量，但實(shí)際上由于種種因素的影響。在節(jié)流面積變化的同時(shí)，還發(fā)生閥前后的壓差變化，而壓差的變化也會(huì)引起流量的變化。因此，流量特性有流量特性和工作流量特性兩個(gè)概念。為便于分析比較，先假定閥前后的壓差為一定值。即先研究流量特性，然后再引申到真實(shí)情況的討論，即討論工作流量特性。

    REXROTH電磁閥在實(shí)際使用時(shí)，調(diào)節(jié)閥前后包括管道和其他部件，設(shè)備的阻力損失會(huì)隨流量變化而同向變化，如果采取系統(tǒng)定壓運(yùn)行，則調(diào)節(jié)閥前后的壓差不能保持不變，雖在同一開(kāi)度下，通過(guò)調(diào)節(jié)閥的流量將與特性時(shí)所對(duì)應(yīng)的流量不同。研究工作條件下的流量特性關(guān)鍵。調(diào)節(jié)閥工作流量特性是指調(diào)節(jié)閥在前后壓差隨負(fù)荷變化的工作條件下，調(diào)節(jié)閥的相對(duì)開(kāi)度與相對(duì)流量之間的關(guān)系?？傊?dāng)系統(tǒng)兩端總壓差一定時(shí)，隨之通過(guò)管道流量的增大，串聯(lián)管道的壓力損失也增大，這樣就使調(diào)節(jié)閥前后壓差減小。

    工作原理：當(dāng) 0.2~1kg/cm2 時(shí)的信號(hào)壓力輸人薄膜氣室中，產(chǎn)生推力使推桿部件移動(dòng)、彈簧被壓縮產(chǎn)生的反作用力與信號(hào)壓力在薄膜上產(chǎn)生的推力相平衡。推桿的移動(dòng)即是氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程。正作用式：當(dāng)薄膜氣室的信號(hào)壓力為零時(shí)，推桿部件位于下方，當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號(hào)壓力時(shí)，使推桿部件向下移動(dòng);反作用式：當(dāng)薄膜氣室的信號(hào)壓力為零時(shí)，推桿部件位于上方，當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號(hào)壓力時(shí)，使推桿部件向上移動(dòng)。

    REXROTH電磁閥流特性和選型原則

    REXROTH電磁閥流量特性是指閥位開(kāi)度和流量大小的關(guān)系，直接影響調(diào)節(jié)質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，與被調(diào)參數(shù)和設(shè)備對(duì)象，工藝流程有關(guān)。

    1、流量特性調(diào)節(jié)閥兩端壓差不變時(shí)相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度(行程)的關(guān)系：Q/Qmax=f×l/L式中，Q 為某一開(kāi)度時(shí)，調(diào)節(jié)閥的流量及閥桿行程;f 為閥芯系數(shù);Qmax、L 為調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)的大流量及閥桿全行程。流量特性取決于閥芯的尺寸，不同的閥芯曲面得到不同的流量特性。

    2、工作流量特性分析調(diào)節(jié)閥前后端壓差變化情況下得到的流量特性。分為直線特性、對(duì)數(shù)特點(diǎn)、拋物線特性等。拋物線特性介于直線和對(duì)數(shù)之間。經(jīng)計(jì)算、分析，直線特性調(diào)節(jié)閥工作在小開(kāi)度時(shí)調(diào)節(jié)性強(qiáng)，相對(duì)流量變化率過(guò)于激烈，不易控制，小干擾大克服容易過(guò)頭，引起系統(tǒng)振蕩，而在大開(kāi)度時(shí)，相對(duì)變化率下，調(diào)節(jié)性能弱，太遲鈍，大的干擾不能很快克服;對(duì)數(shù)特性是指單位開(kāi)度變化所引起的相對(duì)流量變化值與此點(diǎn)相對(duì)流量成正比.經(jīng)計(jì)算、分析，對(duì)數(shù)閥在小開(kāi)度時(shí)放大倍數(shù)小，緩和平衡，利于操作控制，而在大開(kāi)度時(shí)放大倍數(shù)大，工作能靈敏有效，是常用的閥門(mén)。

    3、流量特性選擇規(guī)則工業(yè)中常用的調(diào)節(jié)閥如直線、對(duì)數(shù)、快開(kāi)特性，一般選取直線、對(duì)數(shù)特性即可滿足工藝調(diào)節(jié)要求，快開(kāi)特性適應(yīng)于二位調(diào)節(jié)，對(duì)于比較難控制和要求較嚴(yán)的對(duì)象，從以下幾個(gè)方面考慮：

    4 REXROTH電磁閥應(yīng)用實(shí)例

    沉降工段負(fù)責(zé)將高壓溶出的料漿通過(guò)洗滌、沉降槽的作用下，將赤泥沉淀、分離出來(lái)。在料漿輸送過(guò)程中，需要的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)流量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工藝環(huán)境或計(jì)算，氣動(dòng)閥采用了美國(guó) FISHER-ROSEMOUNT 公司的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，由閥門(mén)定位器和調(diào)節(jié)閥組成。閥門(mén)定位器采用了位移式氣動(dòng)閥門(mén)定位器，其負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。見(jiàn)圖 1。

    為波紋管的有效面積;C 為測(cè)量組件的剛度;K 為三級(jí)功率放大器的放大倍數(shù);KL 為輸人信號(hào)傳動(dòng)杠桿比;KF 為反饋信號(hào)傳動(dòng)杠桿比;KV/(TVs+1) 是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的傳遞函數(shù)，是一個(gè)一階周期環(huán)節(jié)，KV 為調(diào)節(jié)的放大系數(shù)，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的薄膜有效面積和彈簧剛度及調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān);TV 為調(diào)節(jié)閥的時(shí)間常數(shù)，也與氣室大小等因素有關(guān)。

    上述負(fù)反饋系統(tǒng)中，閥桿輸出位移 Y 與輸人的調(diào)節(jié)器壓力領(lǐng)信號(hào) P 之間的傳遞函數(shù)：

    REXROTH電磁閥之間成一一對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系。也就是說(shuō)，通過(guò)電一氣閥門(mén)定位器的電氣轉(zhuǎn)換，定位器接受來(lái)自調(diào)節(jié)器或控制系統(tǒng)的電流信號(hào)(4~20mA)，這個(gè)信號(hào)改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室的壓力 P，使閥門(mén)的位置達(dá)到給定值 Y，從而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。

    4.1 調(diào)節(jié)閥反向動(dòng)作和流量特性在應(yīng)用過(guò)程中，由于需要將一臺(tái)氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥改成氣開(kāi)式調(diào)節(jié)器，在以前就需將閥芯反裝，或采用反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

    在現(xiàn)場(chǎng)改裝比較麻煩，而且需有一定的備品才行。

    采用REXROTH電磁閥的輸人信號(hào)從 20~100kPa 變化時(shí)，它的輸出信號(hào)從 20~100kPa 變?yōu)?100~20kPa 即可。具體結(jié)構(gòu)中，用到一個(gè)凸輪和兩個(gè)噴嘴。左噴嘴用以實(shí)現(xiàn)正作用，右噴嘴實(shí)現(xiàn)反作用。

    左、右噴嘴與放大器的氣路用背壓切換板來(lái)溝通。

    調(diào)節(jié)閥的流量特性可以通過(guò)改變反饋凸輪的幾何形狀來(lái)改變。改變反饋凸輪的幾何形狀能夠改變調(diào)節(jié)閥的反饋量，使定位器的輸出特性發(fā)生變化，從而修正了流量特性。

     REXROTH電磁閥的配置當(dāng)氣源信號(hào)或電信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，或者當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要元件(膜片、彈黃等)損壞時(shí)，就需把自動(dòng)操作改為手動(dòng)操作，需轉(zhuǎn)動(dòng)手輪維持調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)功能;另一方面，這種機(jī)構(gòu)也可作為調(diào)節(jié)閥行程的限位器，當(dāng)信號(hào)壓力為零時(shí)，調(diào)節(jié)閥不是全開(kāi)就是全關(guān)，如果工藝過(guò)程要求調(diào)節(jié)閥有少量的流量，可利用手輪來(lái)達(dá)到目的。手輪機(jī)構(gòu)有頂裝式和側(cè)裝式，頂裝式只能為單方向限制行程，如果在選型或安裝時(shí)，選用側(cè)裝式可以根據(jù)工藝的要求安在左或右側(cè)實(shí)現(xiàn)限位。

    總之，手動(dòng)機(jī)構(gòu)可提高調(diào)節(jié)閥運(yùn)行的性，特別是調(diào)節(jié)閥臺(tái)增設(shè)旁路，使用口徑較大的調(diào)節(jié)閥時(shí)，使用手輪機(jī)構(gòu)從投資費(fèi)用或占地面積都很合算。所以自動(dòng)操作完成正常和執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)故障時(shí)，由于不使用手動(dòng)機(jī)構(gòu)，為此經(jīng)常要加油防銹。