SMC電磁閥流量特性分析及應(yīng)用選擇
SMC電磁閥應(yīng)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),且接線盒為防爆型。如果沒有防爆要求,則氣動或電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用,但從節(jié)能方面考慮,應(yīng)盡量選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于要求調(diào)節(jié)精度高,動作速度快和運(yùn)行平穩(wěn)的工況,應(yīng)選用液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。綜合各類執(zhí)行器的特點(diǎn),自動控制系統(tǒng)普遍采用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
SMC電磁閥如結(jié)構(gòu)簡單、體積小的ZAZ直行程類及zAJ角行程類,36101(R)型電子式及SKD型多轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡管在結(jié)構(gòu)上不*相同,但基本結(jié)構(gòu)都包括放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類型,其輸出力都是用于克服負(fù)荷的力(主要是指不平衡力和不平衡力矩、摩擦力、密封力及重力等有關(guān)力的作用)。因此,為了使調(diào)節(jié)閥正常工作,配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來克服各種阻力,高度密封和閥門的開啟。對執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后。應(yīng)根據(jù)工藝使用環(huán)境要求,選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如,對于現(xiàn)場有防爆要求時,應(yīng)選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu),且接線盒為防爆型。如果沒有防爆要求,則氣動或電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用,但從節(jié)能方面考慮,應(yīng)盡量選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于要求調(diào)節(jié)精度高,動作速度快和運(yùn)行平穩(wěn)的工況,應(yīng)選用液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。綜合各類執(zhí)行器的特點(diǎn),自動控制系統(tǒng)普遍采用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
SMC電磁閥如結(jié)構(gòu)簡單、體積小的ZAZ直行程類及zAJ角行程類,36101(R)型電子式及SKD型多轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡管在結(jié)構(gòu)上不*相同,但基本結(jié)構(gòu)都包括放大器、動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),使閥開啟或關(guān)閉。
2.2調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
調(diào)節(jié)閥門是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),它根據(jù)控制信號的要求而改變閥門開度的大小來調(diào)節(jié)流量,是個局部阻力可以變化的節(jié)流元件。調(diào)節(jié)閥門主要由上下閥蓋、閥體、閥瓣、閥座、填料及壓板等部件組成。在自動控制系統(tǒng)中,閥門主要的調(diào)節(jié)介質(zhì)為水和蒸汽等。在壓力比較低,使用情況單的情況下,常用的調(diào)節(jié)閥有直通調(diào)節(jié)閥、三通調(diào)節(jié)閥和蝶閥等。
SMC電磁閥結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,關(guān)閉時泄漏量小,但由于閥座前后存在的壓差對閥瓣產(chǎn)生的不平衡力較大,所以適用于低壓差的場合,例如供水管或回水管中。雙座閥有兩個閥瓣閥座,在其關(guān)閉狀態(tài)時,兩個閥瓣的受力可部分抵消,閥瓣所受的不平衡力小,但是由于熱脹冷縮效應(yīng),其同時關(guān)閉性較差,造價也較高,只適用于閥前后壓差較高但密閉要求不高的場合,例如供水或回水之間的壓差旁通閥。
SMC電磁閥有三個出入口與管道相連,總進(jìn)水量較恒定,適用于定水量系統(tǒng)中,并要求有固定的安裝方向,不宜反裝,不適于溫差較大場合。三通調(diào)節(jié)閥有合流閥與分流閥之分。合流閥是將來自兩個入口的流體混合個出口。分流閥則是將個入口的流體分別由兩個口送出。
SMC電磁閥結(jié)構(gòu)較簡單,由閥體、蝶板軸及軸封等部分組成,其行程為0?!?0。。蝶閥有位式控制和比例控制2種方式。蝶閥的特點(diǎn)是阻力損失小,體積小,輕,安裝方便,并且開啟閥門和關(guān)閉閥門的允許壓差較大,但其調(diào)節(jié)和關(guān)閥密閉較差,通常用于壓差較大但調(diào)節(jié)要求不高的場所。除用作兩通閥外,還可以用兩個蝶閥組合,完成三通閥的功能。在自動控制系統(tǒng)中,開/關(guān)型電動蝶閥常用于冷水和熱水系統(tǒng)中,作為水路的連通和關(guān)斷控制。
流量特性的選擇方法有兩種,種是通過數(shù)學(xué)計算的分析法,另種是在實際工程中總結(jié)的經(jīng)驗法。由于分析法既復(fù)雜又費(fèi)時,所以般工程上都采用經(jīng)驗法。具體來說,應(yīng)該從調(diào)節(jié)、工況條件、負(fù)荷及特性幾個方面考慮。
(1)根據(jù)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)根據(jù)自動控制原理中的特性補(bǔ)償原理,為了使系統(tǒng)保持良好的調(diào)節(jié),希望開環(huán)總放大系數(shù)與各環(huán)節(jié)放大系數(shù)之積保持常數(shù)。這樣,適當(dāng)選擇閥的特性,以閥的放大系數(shù)變化來補(bǔ)償對象放大系數(shù)的變化,從而使系統(tǒng)的總放大系數(shù)保持不變。
(2)根據(jù)管道系統(tǒng)壓降變化情況調(diào)節(jié)閥的壓降比S定義為該調(diào)節(jié)閥可控制的大流量所對應(yīng)閥門進(jìn)出口差壓△Pl和系統(tǒng)差壓△P之比調(diào)節(jié)閥流量特性與壓降比S有密切的關(guān)系.
(3)根據(jù)負(fù)荷變化直線閥在小開度時流量變化大,調(diào)節(jié)過于靈敏,易振蕩。在大開度時,調(diào)節(jié)作用又顯得微弱,造成調(diào)節(jié)不及時,不靈敏。因此在壓降比S較小,負(fù)荷變化大的場合不宜采用直線閥。等百分比閥在接近關(guān)閉時工作緩和平穩(wěn),而接近全開狀態(tài)時,放大系數(shù)大,工作靈敏,因此它適用于負(fù)荷變化幅度大的場合。快開特性閥在行程較小時,流量就較大,隨著行程的增大,流量很快達(dá)到大,它般用于雙位調(diào)節(jié)和程序控制的場合。
(4)根據(jù)調(diào)節(jié)對象的特性般有自平衡能力的調(diào)節(jié)對象都可選擇等百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥,不具有自平衡能力的調(diào)節(jié)對象則選擇直線流量特性的調(diào)節(jié)閥。
4.2口徑選擇
調(diào)節(jié)閥口徑是根據(jù)工藝要求的流通能力確定的,要根據(jù)提供的工藝條件計算出調(diào)節(jié)閥的流通能力,再依據(jù)其流通能力選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。流通能力是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開,閥兩端壓差為9.81×10Pa,流體的密度為1g/cm時,每小時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量值,該值以1T1/h或kg/h為單位。調(diào)節(jié)閥的流通能力是合理選擇閥門及閥門口徑的個重要參數(shù),通過對調(diào)節(jié)閥流通能力的計算,對比提供的技術(shù)參數(shù)確定閥門口徑的大小。對于自動控制系統(tǒng)來說,水是流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的常見的介質(zhì)之,所以以水為例介紹調(diào)節(jié)閥的流通能力.
4.3選用注意事項
(1)調(diào)節(jié)閥直接按照接管管徑選取是不合理的。閥門的調(diào)節(jié)與接管流速或管徑?jīng)]有關(guān)系,閥門的調(diào)節(jié)僅與水的阻力及流量有關(guān)。亦即旦系統(tǒng)設(shè)備確定之后,理論上適合該系統(tǒng)的閥門只有種的口徑,而不會出現(xiàn)多種選擇。
(2)調(diào)節(jié)閥口徑不能過小。選擇的閥門口徑過小,方面會增加系統(tǒng)的阻力,甚會出現(xiàn)閥門口徑100%開啟時,系統(tǒng)仍無法達(dá)到設(shè)定的容量要求,導(dǎo)致嚴(yán)重后果。另方面閥門將需要通過系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量,加重泵的負(fù)荷,閥門易受損害,對閥門的壽命影響很大。