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氣動(dòng)高速開關(guān)閥的研究進(jìn)展及展望

時(shí)間:2017-2-14閱讀:2513
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氣動(dòng)高速開關(guān)閥的研究進(jìn)展及展望

一、高速開關(guān)閥

氣動(dòng)高速開關(guān)閥在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)揮了越來越重要的作用。高響應(yīng)、長壽命、低功耗、模塊化及具有高穩(wěn)定性和可靠性的氣動(dòng)高速開關(guān)閥的開發(fā),是促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化及氣動(dòng)技術(shù)自身發(fā)展所必需面對(duì)的課題, 高速開關(guān)閥作為航空航天高速開關(guān)閥式系統(tǒng)的核心元件,國內(nèi)外眾多學(xué)者和機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行了大量研究,在高頻電液開關(guān)閥的開發(fā)中、采用了壓電陶瓷材料、電致伸縮材料等新材料作為開關(guān)閥的電-機(jī)轉(zhuǎn)換裝置, 其中詳細(xì)設(shè)計(jì)了高速開關(guān)閥的電源、顯示、串口和CAN通訊電路;重點(diǎn)設(shè)計(jì)了控制高速開關(guān)閥的驅(qū)動(dòng)放大電路,設(shè)計(jì)中采用了CPU與功率放大部分電氣隔離措施,提高其可靠性和安全性;同時(shí)使用雙電壓驅(qū)動(dòng)方式,縮短了高速開關(guān)閥的開關(guān)響應(yīng)時(shí)間,因而提高了響應(yīng)頻率、在硬件電路基礎(chǔ)上、設(shè)計(jì)了高速開關(guān)閥顯示、串行和CAN通訊接口以及PWM控制信號(hào)的軟件模塊,zui后對(duì)高速開關(guān)閥的閥芯運(yùn)動(dòng)特性以及占空比對(duì)閥芯運(yùn)動(dòng)的影響做了分析,進(jìn)而分析了高速開關(guān)閥的靜、動(dòng)態(tài)特性,提高動(dòng)態(tài)特性的性能; 高速開關(guān)閥應(yīng)用于電液可變氣門系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在輸入信號(hào)頻率為133Hz,輸入電壓幅值為5V,彈簧剛度35N/mm,預(yù)緊力265N,系統(tǒng)壓力8.5MPa,流量20L/min的條件下,彈簧回復(fù)的氣門zui大升程(10mm)比液壓力回復(fù)的氣門zui大升程(8mm)高出25%,從而證實(shí)了高速開關(guān)閥及其電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)換器的有效性,根據(jù)開關(guān)閥的技術(shù)要求對(duì)開關(guān)閥進(jìn)行了試驗(yàn)研究,其中包括樣機(jī)的靜態(tài)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析得出了開關(guān)閥相機(jī)的性能參數(shù),試驗(yàn)結(jié)果表明:開關(guān)閥樣機(jī)開啟壓力小,啟閉迅速在公稱壓力下實(shí)現(xiàn)了零泄漏,滿足設(shè)計(jì)要求, 在真空樹脂灌注機(jī)中計(jì)量閥是一個(gè)很重要的部件、它的性能的好壞、密封性能如何及壽命的長短,都直接關(guān)系到灌注機(jī)的真空度及計(jì)量配比精度;而計(jì)量配比精度又是灌注機(jī)灌注質(zhì)量的根本保證。因此,要想提高灌注機(jī)的灌注質(zhì)量,就必須提高計(jì)量閥的各項(xiàng)性能。

二、開關(guān)閥的電業(yè)控制系統(tǒng)

氣動(dòng)活塞式切斷閥由氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)與直行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)二部分組成,中間由支架連接而成。根據(jù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的型式,氣動(dòng)活塞式切斷閥可分為直通單座切斷閥(ZSQP型)、直通套筒切斷閥(ZSQM型)、二位三通切斷閥(ZSQN型)三種型式;氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)有單作用(彈簧復(fù)位)和雙作用(雙進(jìn)氣)二種,采用單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu),整機(jī)作用方式可分為氣關(guān)式(水平管路接通)和氣水平管路斷開)在結(jié)構(gòu)上,氣動(dòng)開關(guān)閥與電動(dòng)開關(guān)閥的閥體是沒有什么區(qū)別的,主要區(qū)別在于推動(dòng)閥體中的滑塊改變閥位的推動(dòng)力不同,氣動(dòng)開關(guān)閥由氣路(管子)中的控制空氣送到閥中的操作氣缸推動(dòng)活塞移動(dòng)帶動(dòng)滑塊改變閥體閥位;電動(dòng)開關(guān)閥則通過螺旋線圈產(chǎn)生電磁吸力帶動(dòng)滑塊改變閥體閥位, 氣動(dòng)開關(guān)閥所接的控制信號(hào)是氣壓信號(hào),必須用管子連接體積較大,由于氣動(dòng)開關(guān)閥改變閥位是通過其氣缸內(nèi)控制空氣形成一定的壓力后才能推動(dòng)活塞與滑塊改變閥體閥位;實(shí)際控制時(shí)開關(guān)速度相對(duì)較慢,電動(dòng)開關(guān)閥的控制信號(hào)一般電流信號(hào)也將用導(dǎo)線連接且沒有操作柱塞,所以電動(dòng)開關(guān)閥的體積比氣動(dòng)開關(guān)閥的體積小產(chǎn)生吸力的速度相對(duì)較快,從工作速度看電動(dòng)開關(guān)閥動(dòng)作較快,由于氣動(dòng)開關(guān)閥改變閥位是通過其氣缸內(nèi)控制空氣形成一定的壓力后才能推動(dòng)活塞與滑塊改變閥體閥位,實(shí)際控制時(shí)開關(guān)速度相對(duì)較慢,而電動(dòng)開關(guān)閥電流產(chǎn)生吸力的速度相對(duì)較快,開關(guān)容積減壓是為提率而提出的一種新型減壓方法,對(duì)其關(guān)鍵元件超高壓大流量氣動(dòng)開關(guān)閥的原理、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行詳細(xì)的理論和試驗(yàn)研究,利用氣動(dòng)力平衡,解決超高壓主閥心驅(qū)動(dòng)力大和響應(yīng)慢的難題,設(shè)計(jì)出小流量驅(qū)動(dòng)大開口的超高壓大流量開關(guān)閥。 此外,電動(dòng)開關(guān)閥的體積比氣動(dòng)開關(guān)閥的體積小,氣體告訴開關(guān)閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn),切斷閥接受來自調(diào)節(jié)儀表的信號(hào),切斷、開啟或改變介質(zhì)流向,達(dá)到對(duì)壓力、流量、液位等工藝參數(shù)自動(dòng)控制,廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工、紡織等各種工業(yè)部門的生產(chǎn)過程自動(dòng)控制和運(yùn)程控制系統(tǒng)中,本系列產(chǎn)品有薄膜式、活塞式兩種,閥體結(jié)構(gòu)有單座、套筒、雙座(二位三通)三種,密封形式有填料密封和波紋管密封兩種,產(chǎn)品公稱壓力等級(jí)有PN10、16、40、46四種,公稱口徑范圍DN20~200mm,適用流體溫度由-60~450℃,泄漏量等級(jí)為IV級(jí)或VI級(jí),流量特性為快開;因而對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求 ,采用傳統(tǒng)的以完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)預(yù)定的動(dòng)作循環(huán)和滿足靜態(tài)性能要求的系統(tǒng)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的生活需要,氣動(dòng)高速開關(guān)閥再今后的生活里將給我們帶來方便和便利。

三、氣動(dòng)高速開關(guān)閥的分類

氣動(dòng)高速開關(guān)閥它包括閥芯、閥座、端蓋、力矩電機(jī),其閥芯為階梯形圓柱體,閥芯右端臺(tái)肩上開有兩通孔,閥座右端設(shè)有敏感腔,閥座軸向中空徑向開有大氣口、高壓口、負(fù)載口,閥座內(nèi)孔右端軸向開有通道,兩通孔分別與高壓口及大氣口相通,本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、流量大、無需彈簧、用于脈寬調(diào)制控制時(shí)不會(huì)產(chǎn)生彈性元件疲勞破壞,控制方

法能夠使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性得到改善,氣動(dòng)開關(guān)閥是以氣缸為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)開關(guān)作用,氣動(dòng)式高速開關(guān)閥是由6bar壓縮空氣通過氣源處理器調(diào)節(jié)壓力實(shí)現(xiàn)扭矩控制,精度達(dá)±5%;4位式功率管理器,扭矩跨度更大,效率更高;采用高性能氣動(dòng)馬達(dá),zui大功率耗氣量600L/min; 杰出的連續(xù)運(yùn)行功能,能夠滿足高負(fù)荷作業(yè)需要;單手操作的正、反轉(zhuǎn)按鈕,觸摸式開關(guān)閥,便于使用;有直柄和彎柄兩種操作型式,適合不同應(yīng)用場(chǎng)合;整體反作用力臂,強(qiáng)度高、可360°調(diào)節(jié)支撐位置,開關(guān)閥能阻止或開通雙向流通的二通閥,又稱截止閥氣動(dòng)高速開關(guān)閥的頻率響應(yīng)是當(dāng)信號(hào)電流在二個(gè)頻率范圍內(nèi)作正弦規(guī)律變化時(shí),控制流量對(duì)輸入信號(hào)的復(fù)數(shù)比,頻率響應(yīng)通常在輸入信號(hào)恒定和負(fù)載壓降為零的條件下測(cè)定,并表示為幅值比、相對(duì)于位移,閥的頻率響應(yīng)可能隨著信號(hào)的幅值、溫度和供給壓力等條件而變化,氣動(dòng)滯后雙張多 膠印機(jī)中存在電動(dòng),機(jī)動(dòng),氣動(dòng)等控制的動(dòng)作,這些動(dòng)作中,電動(dòng)反應(yīng)zui快,氣動(dòng)zui慢而機(jī)動(dòng)則具有周期性,氣動(dòng)動(dòng)作由于是靠單位時(shí)間抽氣量來控制的,它無法與電動(dòng) 機(jī)動(dòng)的速度相提并論,在低速時(shí)配合會(huì)很好但在高速時(shí),氣動(dòng)動(dòng)作相對(duì)機(jī)動(dòng)動(dòng)作可能呈滯后狀態(tài)。

總結(jié):

氣動(dòng)高速開關(guān)閥是一種新型的材料,在現(xiàn)今的社會(huì)里將會(huì)給人們到來很好的效益和發(fā)展前景,是我們的材料。

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