分析比例調(diào)節(jié)氣動閥結(jié)構(gòu)與靜力

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1、閥　　　門　　　　　　　　　　　　　　　—22—2007年第4期文章編號:100225855(2007)0420022202比例調(diào)節(jié)氣動閥結(jié)構(gòu)與靜力分析吳健,肖俊建(浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校,浙江衢州324006)摘要　分析了新型比例調(diào)節(jié)氣動閥的結(jié)構(gòu)以及工作原理,并對該閥進行了靜力分析,通過給定的參數(shù),計算并繪制出了該閥的調(diào)節(jié)特性曲線,指出了該閥的應(yīng)用場合以及現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞　比例閥;靜力分析;調(diào)節(jié)特性曲線中圖分類號:TH134　　　　文獻標(biāo)識碼:AStructureandstaticforceana

2、lysisofnewtypeproportionalregulatedpneumaticvalveWUJian,XIAOJun2jian(WestBranchofZhejiangUniversityofTechnology,Quzhou324006,China)Abstract:Analyzedthestructureandoperationalprincipleofthenewtypeproportionalregulatedpneumaticvalve,andanalyzeditsstatic

3、force.Undergivenconditions,calculatedanddrawanad2justmentcurveofthethevalve.Pointedoutapplicationandoperationsignificanceofthevalve.Keywords:proportionalvalve;staticforceanalysis;adjustmentcurve1　概述口壓力P1、大彈簧的作用力W1、復(fù)位小彈簧的作用常規(guī)比例壓力控制閥(溢流閥或減壓閥)的輸力W2以及出氣口壓

4、力P2的作用下而左移,同時,出壓力均隨輸入壓力的增大而升高。本文所介紹的小錐形閥瓣也將左移,致使節(jié)流孔的通流面積減小,新型比例調(diào)節(jié)氣動閥同時具有正比例調(diào)節(jié)和反比例從而使出氣口壓力P2隨進氣口壓力P1的增大而減調(diào)節(jié)(輸出壓力隨著輸入壓力的增大而降低)兩種小,起到反比例調(diào)節(jié)的作用。功能。常規(guī)減壓閥無論是直動式、先導(dǎo)式或二通型、三通型,在輸入彈簧力或電磁力為零時,連接一次進口壓力與二次出口壓力之間的可變節(jié)流口通流面積均為最小,即為“常閉”狀態(tài),因而此時輸出壓力最低。而新型比例調(diào)節(jié)氣動閥在輸入壓力為零時,

5、連接一、二次壓力的可變節(jié)流口通流面積最大,即為“常開”狀態(tài),因而此時輸出壓力最高。當(dāng)進口壓力增加到一定值時,可變節(jié)流口通流面積則變成最小為零。目前該閥最具前景的應(yīng)用場合是空氣壓縮機行業(yè),通過反比例閥的控制作用使得壓www.bzfxw.com縮機的外部用氣量與壓縮機的進氣量保持一致。11閥體　21帶阻尼孔螺釘　31螺塞　41可調(diào)旋鈕51上彈簧座　61大彈簧　71下彈簧座　81活塞　91墊片2　工作原理101小閥瓣(錐形)111復(fù)位小彈簧　121微調(diào)旋鈕比例調(diào)節(jié)氣動閥(圖1)的進口壓力P1比較圖1　比

6、例調(diào)節(jié)氣動閥小時,墊片將不會頂起,小錐形閥瓣處于全開狀　　當(dāng)進氣口壓力P1達到設(shè)定最大值時,墊片和態(tài),此時,出氣口壓力P2隨進氣口P1增大而增復(fù)位小彈簧左移到最大值,小錐形閥瓣將出氣口完大,起到正比例調(diào)節(jié)的作用。全堵塞,即節(jié)流孔通流面積為零,氣體只能從旁邊的當(dāng)進氣口壓力P1增加到一定值時,墊片在進氣作者簡介:吳健(1976-),河南省鹿邑縣人,講師,主要從事過程裝備與控制技術(shù)的教學(xué)與研究工作。2007年第4期　　　　　　　　　　　　　　　　　閥　　　門　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　—23

7、—22阻尼孔出去,此時P2為0。通過調(diào)節(jié)微調(diào)旋鈕可以W1+k1δx+0.785P1(D2-d)(3)調(diào)節(jié)大小彈簧的預(yù)緊力,從而可以調(diào)節(jié)工作壓力的22=01785P1D1+01785P2D2+W2-K2δx范圍。式中　k1———大彈簧彈性系數(shù),N/mm3　靜力分析k2———復(fù)位小彈簧彈性系數(shù),N/mm比例調(diào)節(jié)氣動閥的力學(xué)模型如圖2所示。δx———彈簧位移量,mm22D1+d4(W1-W2)P2=-(2-1)P1+2+D2πD24(k1+k2)2δx(4)πD2　　由式(4)可知,P2將隨著P1的增大

8、而減小,起到反比例調(diào)節(jié)的作用。圖2　比例調(diào)節(jié)氣動閥力學(xué)模型給定參數(shù)k1=20N/mm,k2=4N/mm,則P2(1)當(dāng)各力滿足式(1)的條件時,即與P1的變化曲線如圖4所示。2222π(D2-d)πD1πD2W1+P1≥P1+P2+W2444(1)式中　W1———大彈簧預(yù)緊力,NW2———復(fù)位小彈簧預(yù)緊力,NP1、P2———進、出氣口壓力,PaD1———墊片直徑,mmD2———節(jié)流孔直徑,mmd———小錐形閥瓣前端圓柱直徑,mm此時,比例調(diào)節(jié)氣動閥處于正比例調(diào)節(jié)階段,圖4　比例調(diào)節(jié)