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主营产品:阀门、气动元件、仪器仪表、电子元器件

FESTO电磁阀调节功能的参数有些什么区别

          FESTO电磁阀调节功能的参数有些什么区别
    FESTO电磁阀但是当气源信号或电信号出现故障时,或者当执行机构的主要元件(膜片、弹簧等)损坏时,就需把自动操作改为手动操作,需转动手轮维持调节阀的调节功能;另一方面,这种机构也可作为调节阀行程的限位器,当信号压力为零时,调节阀不是全开就是全关,如果工艺过程要求调节阀有少量的流量,可利用手轮来达到目的。
    FESTO电磁阀手轮机构有顶装式和侧装式,顶装式只能为单方向限制行程,如果在选型或安装时,选用侧装式可以根据工艺的要求安在左或右侧实现限位。
    总之,手动机构可提高FESTO电磁阀运行的可靠性,特别是调节阀增设旁路,使用口径较大的调节阀时,使用手轮机构从投资费用或占地面积都很合算。所以自动操作完成正常和执行机构无故障时,由于不使用手动机构,为此经常要加油防锈。
    调节元件可切断流体中的纤维、粘性悬浮杂质,而被广泛应用于造纸、纺织等行业的物料控制和调节。目前,我国V形球阀调节球阀的调节特性和国外同来产品比较缺点在于调节范围较窄、调节特性和实际工艺流程的调节特性存在较大误差,主要原因是不同开度下的流通面积满足不了实际流通量。
    笔者通过理论分析V形球阀不同开度下的流量与阀座处流通面积的关系,优化阀芯球结构,使V形球阀的设计流量特性与等百分比流量特性趋于一致,减小调节误差,增强V形球阀的可调性和灵敏度。
    1、流通面积结构
    笔者分析的V形调节球阀,其主要参数为:压差Δp=100kPa,可调比R=50,介质为水,结构如图1所示。V形球阀的阀芯是球冠,球冠底圆的边缘上开有一个V形切口(图2)。图2中的V形切口由一个圆角为r的圆弧和与圆弧相切的有一定角度的两端切线构成,t为球冠投影中心至V形切口顶点距离,V形切口的角度一般取60°。V形球阀是通过改变阀芯、阀芯的V形切缺口与阀体的流道构成的流通面积来调节设备和管道的介质流量,其不同开度下的流通面积由阀体通道、V形切口和球体球冠的组合面积构成。
    FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析
    FESTO电磁阀按照规定,控制阀的相对流量系数与等百分比相对流量系数的误差必须小于10%。通过测试该阀的流量特性,测试结果见表1。
    FESTO电磁阀原结构测试相对流量系数与等百分比相对流量系数对比 %
    FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析
    由表1可以看出,其在不同开度下的相对流量系数均大于等百分比的相对流量系数;在相对开度10%~50%时,相对流量系数误差均大于10%,大误差达31.2%,因此,必须优化阀芯结构,确定流通面积与流量系数关系,减小调节误差。
    2、流量特性计算分析
    FESTO电磁阀的流量特性近似于等百分比流量特性,其数学表达式为:
    FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析(1)
    式中 Kv———对应θv的流量系数;
    3、流通面积确定、计算和阀芯的结构优化
    3.1、流通面积的确定
    V形球阀的节流原理近似于孔板节流原理,按照伯努力方程,得到V形球阀不可压缩流体的流量公式,即:
    V形调节球阀阀芯结构与等百分比流量特性分析(2)
    式中 Ar———调节阀相对开度下的流通面积,cm2;
    Δp———调节阀的压差,Δp=100kPa;
    Q———流体体积流量,m3/h;
    FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析  ,A为流道座面积,cm2;
    FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析  ,则球阀的不同开度下流通面积为:
    FESTO电磁阀阀芯结构与等百分比流量特性分析(3)
    由等百分比流量特性得到的球阀流通面积Ar为依据,确定阀芯的结构参数,则球阀的流量特性能够符合等百分比流量特性。
    FESTO电磁阀流通面积的计算
    FESTO电磁阀阀芯不同开度的模型如图3所示,V形球阀流道通径为D;阀芯球冠半径为R,弦长为L,弦高为H。以球冠中心O点为坐标原点,流道中心线为OZ轴,OY轴垂直于流道中心线,OX轴垂直于YOZ平面建立直角坐标系。以OX轴为转动轴旋转阀芯,球冠上的a点旋转θ角后到达a'点,V形切口进入阀体流道,则球阀的流通面积由阀体流道、V形切口和球冠圆弧构成。
    V形调节球阀阀芯结构与等百分比流量特性分析
    FESTO电磁阀阀芯转动模型
    将旋转后的球冠与阀体流道投影到XOY平面,如图4所示,得到球阀不同开度下的流通面积。图4中,阀芯旋转不同的θ角后,分别得到4种由球冠圆弧1、V形切口2和阀体通道3的组合面积(图4a~d),其中阴影部分为阀门流通面积,a、b两点分别为阀芯边缘和阀体流道边缘的交点。计算4种阴影部分面积,可求得不同开度下阀门的流通面积。
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