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流面積便可調節流量，但實(shí)際上由于種種因素的影響。在節流面積變化的同時(shí)，還發(fā)生閥前后的壓差變化，而壓差的變化也會(huì )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?xún)蓚€(gè)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(shí)情況的討論，即討論工作流量特性。

    REXROTH電磁閥在實(shí)際使用時(shí)，調節閥前后包括管道和其他部件，設備的阻力損失會(huì )隨流量變化而同向變化，如果采取系統定壓運行，則調節閥前后的壓差不能保持不變，雖在同一開(kāi)度下，通過(guò)調節閥的流量將與特性時(shí)所對應的流量不同。研究工作條件下的流量特性關(guān)鍵。調節閥工作流量特性是指調節閥在前后壓差隨負荷變化的工作條件下，調節閥的相對開(kāi)度與相對流量之間的關(guān)系?？傊?，當系統兩端總壓差一定時(shí)，隨之通過(guò)管道流量的增大，串聯(lián)管道的壓力損失也增大，這樣就使調節閥前后壓差減小。

    工作原理：當 0.2~1kg/cm2 時(shí)的信號壓力輸人薄膜氣室中，產(chǎn)生推力使推桿部件移動(dòng)、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(dòng)即是氣動(dòng)薄膜執行機構的行程。正作用式：當薄膜氣室的信號壓力為零時(shí)，推桿部件位于下方，當薄膜氣室內輸人信號壓力時(shí)，使推桿部件向下移動(dòng);反作用式：當薄膜氣室的信號壓力為零時(shí)，推桿部件位于上方，當薄膜氣室內輸人信號壓力時(shí)，使推桿部件向上移動(dòng)。

    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(kāi)度和流量大小的關(guān)系，直接影響調節質(zhì)量和系統的穩定性，與被調參數和設備對象，工藝流程有關(guān)。

    1、流量特性調節閥兩端壓差不變時(shí)相對流量與相對開(kāi)度(行程)的關(guān)系：Q/Qmax=f×l/L式中，Q 為某一開(kāi)度時(shí)，調節閥的流量及閥桿行程;f 為閥芯系數;Qmax、L 為調節閥全開(kāi)時(shí)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節閥前后端壓差變化情況下得到的流量特性。分為直線(xiàn)特性、對數特點(diǎn)、拋物線(xiàn)特性等。拋物線(xiàn)特性介于直線(xiàn)和對數之間。經(jīng)計算、分析，直線(xiàn)特性調節閥工作在小開(kāi)度時(shí)調節性強，相對流量變化率過(guò)于激烈，不易控制，小干擾大克服容易過(guò)頭，引起系統振蕩，而在大開(kāi)度時(shí)，相對變化率下，調節性能弱，太遲鈍，大的干擾不能很快克服;對數特性是指單位開(kāi)度變化所引起的相對流量變化值與此點(diǎn)相對流量成正比.經(jīng)計算、分析，對數閥在小開(kāi)度時(shí)放大倍數小，緩和平衡，利于操作控制，而在大開(kāi)度時(shí)放大倍數大，工作能靈敏有效，是常用的閥門(mén)。

    3、流量特性選擇規則工業(yè)中常用的調節閥如直線(xiàn)、對數、快開(kāi)特性，一般選取直線(xiàn)、對數特性即可滿(mǎn)足工藝調節要求，快開(kāi)特性適應于二位調節，對于比較難控制和要求較嚴的對象，從以下幾個(gè)方面考慮：

    4 REXROTH電磁閥應用實(shí)例

    沉降工段負責將高壓溶出的料漿通過(guò)洗滌、沉降槽的作用下，將赤泥沉淀、分離出來(lái)。在料漿輸送過(guò)程中，需要的氣動(dòng)調節閥來(lái)調節流量。根據現場(chǎng)的工藝環(huán)境或計算，氣動(dòng)閥采用了美國 FISHER-ROSEMOUNT 公司的氣動(dòng)調節閥，由閥門(mén)定位器和調節閥組成。閥門(mén)定位器采用了位移式氣動(dòng)閥門(mén)定位器，其負反饋閉環(huán)系統。見(jiàn)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;KL 為輸人信號傳動(dòng)杠桿比;KF 為反饋信號傳動(dòng)杠桿比;KV/(TVs+1) 是氣動(dòng)調節閥的傳遞函數，是一個(gè)一階周期環(huán)節，KV 為調節的放大系數，與執行機構的薄膜有效面積和彈簧剛度及調節的結構等因素有關(guān);TV 為調節閥的時(shí)間常數，也與氣室大小等因素有關(guān)。

    上述負反饋系統中，閥桿輸出位移 Y 與輸人的調節器壓力領(lǐng)信號 P 之間的傳遞函數：

    REXROTH電磁閥之間成一一對應的比例關(guān)系。也就是說(shuō)，通過(guò)電一氣閥門(mén)定位器的電氣轉換，定位器接受來(lái)自調節器或控制系統的電流信號(4~20mA)，這個(gè)信號改變執行機構氣室的壓力 P，使閥門(mén)的位置達到給定值 Y，從而達到調節的目的。

    4.1 調節閥反向動(dòng)作和流量特性在應用過(guò)程中，由于需要將一臺氣關(guān)式調節閥改成氣開(kāi)式調節器，在以前就需將閥芯反裝，或采用反作用式執行機構。

    在現場(chǎng)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(shí)，它的輸出信號從 20~100kPa 變?yōu)?100~20kPa 即可。具體結構中，用到一個(gè)凸輪和兩個(gè)噴嘴。左噴嘴用以實(shí)現正作用，右噴嘴實(shí)現反作用。

    左、右噴嘴與放大器的氣路用背壓切換板來(lái)溝通。

    調節閥的流量特性可以通過(guò)改變反饋凸輪的幾何形狀來(lái)改變。改變反饋凸輪的幾何形狀能夠改變調節閥的反饋量，使定位器的輸出特性發(fā)生變化，從而修正了流量特性。

     REXROTH電磁閥的配置當氣源信號或電信號出現故障時(shí)，或者當執行機構的主要元件(膜片、彈黃等)損壞時(shí)，就需把自動(dòng)操作改為手動(dòng)操作，需轉動(dòng)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(shí)，調節閥不是全開(kāi)就是全關(guān)，如果工藝過(guò)程要求調節閥有少量的流量，可利用手輪來(lái)達到目的。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(shí)，選用側裝式可以根據工藝的要求安在左或右側實(shí)現限位。

    總之，手動(dòng)機構可提高調節閥運行的性，特別是調節閥臺增設旁路，使用口徑較大的調節閥時(shí)，使用手輪機構從投資費用或占地面積都很合算。所以自動(dòng)操作完成正常和執行機構無(wú)故障時(shí)，由于不使用手動(dòng)機構，為此經(jīng)常要加油防銹。