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，但實際上由于種種因素的影響。在節流面積變化的同時，還發生閥前后的壓差變化，而壓差的變化也會引起流量的變化。因此，流量特性有流量特性和工作流量特性兩個概念。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，然后再引申到真實情況的討論，即討論工作流量特性。

    REXROTH電磁閥在實際使用時，調節閥前后包括管道和其他部件，設備的阻力損失會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，雖在同一開度下，通過調節閥的流量將與特性時所對應的流量不同。研究工作條件下的流量特性關鍵。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，調節閥的相對開度與相對流量之間的關系。總之，當系統兩端總壓差一定時，隨之通過管道流量的增大，串聯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 時的信號壓力輸人薄膜氣室中，產生推力使推桿部件移動、彈簧被壓縮產生的反作用力與信號壓力在薄膜上產生的推力相平衡。推桿的移動即是氣動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，推桿部件位于下方，當薄膜氣室內輸人信號壓力時，使推桿部件向下移動;反作用式：當薄膜氣室的信號壓力為零時，推桿部件位于上方，當薄膜氣室內輸人信號壓力時，使推桿部件向上移動。

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

    1、流量特性調節閥兩端壓差不變時相對流量與相對開度(行程)的關系：Q/Qmax=f×l/L式中，Q 為某一開度時，調節閥的流量及閥桿行程;f 為閥芯系數;Qmax、L 為調節閥全開時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。分為直線特性、對數特點、拋物線特性等。拋物線特性介于直線和對數之間。經計算、分析，直線特性調節閥工作在小開度時調節性強，相對流量變化率過于激烈，不易控制，小干擾大克服容易過頭，引起系統振蕩，而在大開度時，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度變化所引起的相對流量變化值與此點相對流量成正比.經計算、分析，對數閥在小開度時放大倍數小，緩和平衡，利于操作控制，而在大開度時放大倍數大，工作能靈敏有效，是常用的閥門。

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

    4 REXROTH電磁閥應用實例

    沉降工段負責將高壓溶出的料漿通過洗滌、沉降槽的作用下，將赤泥沉淀、分離出來。在料漿輸送過程中，需要的氣動調節閥來調節流量。根據現場的工藝環境或計算，氣動閥采用了美國 FISHER-ROSEMOUNT 公司的氣動調節閥，由閥門定位器和調節閥組成。閥門定位器采用了位移式氣動閥門定位器，其負反饋閉環系統。見圖 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 為輸人信號傳動杠桿比;KF 為反饋信號傳動杠桿比;KV/(TVs+1) 是氣動調節閥的傳遞函數，是一個一階周期環節，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;TV 為調節閥的時間常數，也與氣室大小等因素有關。

    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系。也就是說，通過電一氣閥門定位器的電氣轉換，定位器接受來自調節器或控制系統的電流信號(4~20mA)，這個信號改變執行機構氣室的壓力 P，使閥門的位置達到給定值 Y，從而達到調節的目的。

    4.1 調節閥反向動作和流量特性在應用過程中，由于需要將一臺氣關式調節閥改成氣開式調節器，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，它的輸出信號從 20~100kPa 變為 100~20kPa 即可。具體結構中，用到一個凸輪和兩個噴嘴。左噴嘴用以實現正作用，右噴嘴實現反作用。

    左、右噴嘴與放大器的氣路用背壓切換板來溝通。

    調節閥的流量特性可以通過改變反饋凸輪的幾何形狀來改變。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，或者當執行機構的主要元件(膜片、彈黃等)損壞時，就需把自動操作改為手動操作，需轉動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，調節閥不是全開就是全關，如果工藝過程要求調節閥有少量的流量，可利用手輪來達到目的。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，選用側裝式可以根據工藝的要求安在左或右側實現限位。

    總之，手動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，使用手輪機構從投資費用或占地面積都很合算。所以自動操作完成正常和執行機構無故障時，由于不使用手動機構，為此經常要加油防銹。