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，但實際上由于種種因素的影響。在節(jié)流面積變化的同時，還發(fā)生閥前后的壓差變化，而壓差的變化也會引起流量的變化。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，然后再引申到真實情況的討論，即討論工作流量特性。

    REXROTH電磁閥在實際使用時，調(diào)節(jié)閥前后包括管道和其他部件，設(shè)備的阻力損失會隨流量變化而同向變化，如果采取系統(tǒng)定壓運行，則調(diào)節(jié)閥前后的壓差不能保持不變，雖在同一開度下，通過調(diào)節(jié)閥的流量將與特性時所對應(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)閥在前后壓差隨負荷變化的工作條件下，調(diào)節(jié)閥的相對開度與相對流量之間的關(guān)系?？傊?dāng)系統(tǒng)兩端總壓差一定時，隨之通過管道流量的增大，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 時的信號壓力輸人薄膜氣室中，產(chǎn)生推力使推桿部件移動、彈簧被壓縮產(chǎn)生的反作用力與信號壓力在薄膜上產(chǎn)生的推力相平衡。推桿的移動即是氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的行程。正作用式：當(dāng)薄膜氣室的信號壓力為零時，推桿部件位于下方，當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號壓力時，使推桿部件向下移動;反作用式：當(dāng)薄膜氣室的信號壓力為零時，推桿部件位于上方，當(dāng)薄膜氣室內(nèi)輸人信號壓力時，使推桿部件向上移動。

    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)閥兩端壓差不變時相對流量與相對開度(行程)的關(guān)系：Q/Qmax=f×l/L式中，Q 為某一開度時，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)閥全開時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、對數(shù)特點、拋物線特性等。拋物線特性介于直線和對數(shù)之間。經(jīng)計算、分析，直線特性調(diào)節(jié)閥工作在小開度時調(diào)節(jié)性強，相對流量變化率過于激烈，不易控制，小干擾大克服容易過頭，引起系統(tǒng)振蕩，而在大開度時，相對變化率下，調(diào)節(jié)性能弱，太遲鈍，大的干擾不能很快克服;對數(shù)特性是指單位開度變化所引起的相對流量變化值與此點相對流量成正比.經(jīng)計算、分析，對數(shù)閥在小開度時放大倍數(shù)小，緩和平衡，利于操作控制，而在大開度時放大倍數(shù)大，工作能靈敏有效，是常用的閥門。

    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、對數(shù)、快開特性，一般選取直線、對數(shù)特性即可滿足工藝調(diào)節(jié)要求，快開特性適應(yīng)于二位調(diào)節(jié)，對于比較難控制和要求較嚴(yán)的對象，從以下幾個方面考慮：

    4 REXROTH電磁閥應(yīng)用實例

    沉降工段負責(zé)將高壓溶出的料漿通過洗滌、沉降槽的作用下，將赤泥沉淀、分離出來。在料漿輸送過程中，需要的氣動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)流量。根據(jù)現(xiàn)場的工藝環(huán)境或計算，氣動閥采用了美國 FISHER-ROSEMOUNT 公司的氣動調(diào)節(jié)閥，由閥門定位器和調(diào)節(jié)閥組成。閥門定位器采用了位移式氣動閥門定位器，其負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。見圖 1。

    為波紋管的有效面積;C 為測量組件的剛度;K 為三級功率放大器的放大倍數(shù);KL 為輸人信號傳動杠桿比;KF 為反饋信號傳動杠桿比;KV/(TVs+1) 是氣動調(diào)節(jié)閥的傳遞函數(shù)，是一個一階周期環(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)閥的時間常數(shù)，也與氣室大小等因素有關(guān)。

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

    REXROTH電磁閥之間成一一對應(yīng)的比例關(guān)系。也就是說，通過電一氣閥門定位器的電氣轉(zhuǎn)換，定位器接受來自調(diào)節(jié)器或控制系統(tǒng)的電流信號(4~20mA)，這個信號改變執(zhí)行機構(gòu)氣室的壓力 P，使閥門的位置達到給定值 Y，從而達到調(diào)節(jié)的目的。

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

    在現(xiàn)場改裝比較麻煩，而且需有一定的備品才行。

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

    左、右噴嘴與放大器的氣路用背壓切換板來溝通。

    調(diào)節(jié)閥的流量特性可以通過改變反饋凸輪的幾何形狀來改變。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)氣源信號或電信號出現(xiàn)故障時，或者當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)的主要元件(膜片、彈黃等)損壞時，就需把自動操作改為手動操作，需轉(zhuǎn)動手輪維持調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)功能;另一方面，這種機構(gòu)也可作為調(diào)節(jié)閥行程的限位器，當(dāng)信號壓力為零時，調(diào)節(jié)閥不是全開就是全關(guān)，如果工藝過程要求調(diào)節(jié)閥有少量的流量，可利用手輪來達到目的。手輪機構(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，選用側(cè)裝式可以根據(jù)工藝的要求安在左或右側(cè)實現(xiàn)限位。

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