解析REXROTH电磁阀工作流量特性介绍

    解析REXROTH电磁阀工作流量特性介绍

    REXROTH电磁阀阀芯与阀座之间的节流面积便可调节流量，但实际上由于种种因素的影响。在节流面积变化的同时，还发生阀前后的压差变化，而压差的变化也会引起流量的变化。因此，流量特性有流量特性和工作流量特性两个概念。为便于分析比较，先假定阀前后的压差为一定值。即先研究流量特性，然后再引申到真实情况的讨论，即讨论工作流量特性。

    REXROTH电磁阀在实际使用时，调节阀前后包括管道和其他部件，设备的阻力损失会随流量变化而同向变化，如果采取系统定压运行，则调节阀前后的压差不能保持不变，虽在同一开度下，通过调节阀的流量将与特性时所对应的流量不同。研究工作条件下的流量特性关键。调节阀工作流量特性是指调节阀在前后压差随负荷变化的工作条件下，调节阀的相对开度与相对流量之间的关系。总之，当系统两端总压差一定时，随之通过管道流量的增大，串联管道的压力损失也增大，这样就使调节阀前后压差减小。

    工作原理：当 0.2~1kg/cm2 时的信号压力输人薄膜气室中，产生推力使推杆部件移动、弹簧被压缩产生的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡。推杆的移动即是气动薄膜执行机构的行程。正作用式：当薄膜气室的信号压力为零时，推杆部件位于下方，当薄膜气室内输人信号压力时，使推杆部件向下移动;反作用式：当薄膜气室的信号压力为零时，推杆部件位于上方，当薄膜气室内输人信号压力时，使推杆部件向上移动。

    REXROTH电磁阀流特性和选型原则

    REXROTH电磁阀流量特性是指阀位开度和流量大小的关系，直接影响调节质量和系统的稳定性，与被调参数和设备对象，工艺流程有关。

    1、流量特性调节阀两端压差不变时相对流量与相对开度(行程)的关系：Q/Qmax=f×l/L式中，Q 为某一开度时，调节阀的流量及阀杆行程;f 为阀芯系数;Qmax、L 为调节阀全开时的大流量及阀杆全行程。流量特性取决于阀芯的尺寸，不同的阀芯曲面得到不同的流量特性。

    2、工作流量特性分析调节阀前后端压差变化情况下得到的流量特性。分为直线特性、对数特点、抛物线特性等。抛物线特性介于直线和对数之间。经计算、分析，直线特性调节阀工作在小开度时调节性强，相对流量变化率过于激烈，不易控制，小干扰大克服容易过头，引起系统振荡，而在大开度时，相对变化率下，调节性能弱，太迟钝，大的干扰不能很快克服;对数特性是指单位开度变化所引起的相对流量变化值与此点相对流量成正比.经计算、分析，对数阀在小开度时放大倍数小，缓和平衡，利于操作控制，而在大开度时放大倍数大，工作能灵敏有效，是常用的阀门。

    3、流量特性选择规则工业中常用的调节阀如直线、对数、快开特性，一般选取直线、对数特性即可满足工艺调节要求，快开特性适应于二位调节，对于比较难控制和要求较严的对象，从以下几个方面考虑：

    4 REXROTH电磁阀应用实例

    沉降工段负责将高压溶出的料浆通过洗涤、沉降槽的作用下，将赤泥沉淀、分离出来。在料浆输送过程中，需要的气动调节阀来调节流量。根据现场的工艺环境或计算，气动阀采用了美国 FISHER-ROSEMOUNT 公司的气动调节阀，由阀门定位器和调节阀组成。阀门定位器采用了位移式气动阀门定位器，其负反馈闭环系统。见图 1。

    为波纹管的有效面积;C 为测量组件的刚度;K 为三级功率放大器的放大倍数;KL 为输人信号传动杠杆比;KF 为反馈信号传动杠杆比;KV/(TVs+1) 是气动调节阀的传递函数，是一个一阶周期环节，KV 为调节的放大系数，与执行机构的薄膜有效面积和弹簧刚度及调节的结构等因素有关;TV 为调节阀的时间常数，也与气室大小等因素有关。

    上述负反馈系统中，阀杆输出位移 Y 与输人的调节器压力领信号 P 之间的传递函数：

    REXROTH电磁阀之间成一一对应的比例关系。也就是说，通过电一气阀门定位器的电气转换，定位器接受来自调节器或控制系统的电流信号(4~20mA)，这个信号改变执行机构气室的压力 P，使阀门的位置达到给定值 Y，从而达到调节的目的。

    4.1 调节阀反向动作和流量特性在应用过程中，由于需要将一台气关式调节阀改成气开式调节器，在以前就需将阀芯反装，或采用反作用式执行机构。

    在现场改装比较麻烦，而且需有一定的备品才行。

    采用REXROTH电磁阀的输人信号从 20~100kPa 变化时，它的输出信号从 20~100kPa 变为 100~20kPa 即可。具体结构中，用到一个凸轮和两个喷嘴。左喷嘴用以实现正作用，右喷嘴实现反作用。

    左、右喷嘴与放大器的气路用背压切换板来沟通。

    调节阀的流量特性可以通过改变反馈凸轮的几何形状来改变。改变反馈凸轮的几何形状能够改变调节阀的反馈量，使定位器的输出特性发生变化，从而修正了流量特性。

     REXROTH电磁阀的配置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、弹黄等)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。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，手动机构可提高调节阀运行的性，特别是调节阀台增设旁路，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。