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主營產品:閥門、氣動元件、儀器儀表、電子元器件

FESTO電磁閥調節功能的參數有些什么區別

          FESTO電磁閥調節功能的參數有些什么區別
    FESTO電磁閥但是當氣源信號或電信號出現故障時,或者當執行機構的主要元件(膜片、彈簧等)損壞時,就需把自動操作改為手動操作,需轉動手輪維持調節閥的調節功能;另一方面,這種機構也可作為調節閥行程的限位器,當信號壓力為零時,調節閥不是全開就是全關,如果工藝過程要求調節閥有少量的流量,可利用手輪來達到目的。
    FESTO電磁閥手輪機構有頂裝式和側裝式,頂裝式只能為單方向限制行程,如果在選型或安裝時,選用側裝式可以根據工藝的要求安在左或右側實現限位。
    總之,手動機構可提高FESTO電磁閥運行的可靠性,特別是調節閥增設旁路,使用口徑較大的調節閥時,使用手輪機構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行機構無故障時,由于不使用手動機構,為此經常要加油防銹。
    調節元件可切斷流體中的纖維、粘性懸浮雜質,而被廣泛應用于造紙、紡織等行業的物料控制和調節。目前,我國V形球閥調節球閥的調節特性和國外同來產品比較缺點在于調節范圍較窄、調節特性和實際工藝流程的調節特性存在較大誤差,主要原因是不同開度下的流通面積滿足不了實際流通量。
    筆者通過理論分析V形球閥不同開度下的流量與閥座處流通面積的關系,優化閥芯球結構,使V形球閥的設計流量特性與等百分比流量特性趨于一致,減小調節誤差,增強V形球閥的可調性和靈敏度。
    1、流通面積結構
    筆者分析的V形調節球閥,其主要參數為:壓差Δp=100kPa,可調比R=50,介質為水,結構如圖1所示。V形球閥的閥芯是球冠,球冠底圓的邊緣上開有一個V形切口(圖2)。圖2中的V形切口由一個圓角為r的圓弧和與圓弧相切的有一定角度的兩端切線構成,t為球冠投影中心至V形切口頂點距離,V形切口的角度一般取60°。V形球閥是通過改變閥芯、閥芯的V形切缺口與閥體的流道構成的流通面積來調節設備和管道的介質流量,其不同開度下的流通面積由閥體通道、V形切口和球體球冠的組合面積構成。
    FESTO電磁閥閥芯結構與等百分比流量特性分析
    FESTO電磁閥按照規定,控制閥的相對流量系數與等百分比相對流量系數的誤差必須小于10%。通過測試該閥的流量特性,測試結果見表1。
    FESTO電磁閥原結構測試相對流量系數與等百分比相對流量系數對比 %
    FESTO電磁閥閥芯結構與等百分比流量特性分析
    由表1可以看出,其在不同開度下的相對流量系數均大于等百分比的相對流量系數;在相對開度10%~50%時,相對流量系數誤差均大于10%,*大誤差達31.2%,因此,必須優化閥芯結構,確定流通面積與流量系數關系,減小調節誤差。
    2、流量特性計算分析
    FESTO電磁閥的流量特性近似于等百分比流量特性,其數學表達式為:
    FESTO電磁閥閥芯結構與等百分比流量特性分析(1)
    式中 Kv———對應θv的流量系數;
    3、流通面積確定、計算和閥芯的結構優化
    3.1、流通面積的確定
    V形球閥的節流原理近似于孔板節流原理,按照伯努力方程,得到V形球閥不可壓縮流體的流量公式,即:
    V形調節球閥閥芯結構與等百分比流量特性分析(2)
    式中 Ar———調節閥相對開度下的流通面積,cm2;
    Δp———調節閥的壓差,Δp=100kPa;
    Q———流體體積流量,m3/h;
    FESTO電磁閥閥芯結構與等百分比流量特性分析  ,A為流道座面積,cm2;
    FESTO電磁閥閥芯結構與等百分比流量特性分析  ,則球閥的不同開度下流通面積為:
    FESTO電磁閥閥芯結構與等百分比流量特性分析(3)
    由等百分比流量特性得到的球閥流通面積Ar為依據,確定閥芯的結構參數,則球閥的流量特性能夠符合等百分比流量特性。
    FESTO電磁閥流通面積的計算
    FESTO電磁閥閥芯不同開度的模型如圖3所示,V形球閥流道通徑為D;閥芯球冠半徑為R,弦長為L,弦高為H。以球冠中心O點為坐標原點,流道中心線為OZ軸,OY軸垂直于流道中心線,OX軸垂直于YOZ平面建立直角坐標系。以OX軸為轉動軸旋轉閥芯,球冠上的a點旋轉θ角后到達a'點,V形切口進入閥體流道,則球閥的流通面積由閥體流道、V形切口和球冠圓弧構成。
    V形調節球閥閥芯結構與等百分比流量特性分析
    FESTO電磁閥閥芯轉動模型
    將旋轉后的球冠與閥體流道投影到XOY平面,如圖4所示,得到球閥不同開度下的流通面積。圖4中,閥芯旋轉不同的θ角后,分別得到4種由球冠圓弧1、V形切口2和閥體通道3的組合面積(圖4a~d),其中陰影部分為閥門流通面積,a、b兩點分別為閥芯邊緣和閥體流道邊緣的交點。計算4種陰影部分面積,可求得不同開度下閥門的流通面積。
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