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1、阀 门 —22—2007年第4期文章编号:100225855(2007)0420022202比例调节气动阀结构与静力分析吴健,肖俊建(浙江工业大学浙西分校,浙江衢州324006)摘要 分析了新型比例调节气动阀的结构以及工作原理,并对该阀进行了静力分析,通过给定的参数,计算并绘制出了该阀的调节特性曲线,指出了该阀的应用场合以及现实意义。关键词 比例阀;静力分析;调节特性曲线中图分类号:TH134 文献标识码:AStructureandstaticforceanalysisofnewtypeproportionalregulatedp
2、neumaticvalveWUJian,XIAOJun2jian(WestBranchofZhejiangUniversityofTechnology,Quzhou324006,China)Abstract:Analyzedthestructureandoperationalprincipleofthenewtypeproportionalregulatedpneumaticvalve,andanalyzeditsstaticforce.Undergivenconditions,calculatedanddrawanad2justmentcurveofthetheva
3、lve.Pointedoutapplicationandoperationsignificanceofthevalve.Keywords:proportionalvalve;staticforceanalysis;adjustmentcurve1 概述口压力P1、大弹簧的作用力W1、复位小弹簧的作用常规比例压力控制阀(溢流阀或减压阀)的输力W2以及出气口压力P2的作用下而左移,同时,出压力均随输入压力的增大而升高。本文所介绍的小锥形阀瓣也将左移,致使节流孔的通流面积减小,新型比例调节气动阀同时具有正比例调节和反比例从而使出气口压力P2随进气口压力P1的增大而减调节(输
4、出压力随着输入压力的增大而降低)两种小,起到反比例调节的作用。功能。常规减压阀无论是直动式、先导式或二通型、三通型,在输入弹簧力或电磁力为零时,连接一次进口压力与二次出口压力之间的可变节流口通流面积均为最小,即为“常闭”状态,因而此时输出压力最低。而新型比例调节气动阀在输入压力为零时,连接一、二次压力的可变节流口通流面积最大,即为“常开”状态,因而此时输出压力最高。当进口压力增加到一定值时,可变节流口通流面积则变成最小为零。目前该阀最具前景的应用场合是空气压缩机行业,通过反比例阀的控制作用使得压www.bzfxw.com缩机的外部用气量与压缩机的进气量保持一致。11阀
5、体 21带阻尼孔螺钉 31螺塞 41可调旋钮51上弹簧座 61大弹簧 71下弹簧座 81活塞 91垫片2 工作原理101小阀瓣(锥形)111复位小弹簧 121微调旋钮比例调节气动阀(图1)的进口压力P1比较图1 比例调节气动阀小时,垫片将不会顶起,小锥形阀瓣处于全开状 当进气口压力P1达到设定最大值时,垫片和态,此时,出气口压力P2随进气口P1增大而增复位小弹簧左移到最大值,小锥形阀瓣将出气口完大,起到正比例调节的作用。全堵塞,即节流孔通流面积为零,气体只能从旁边的当进气口压力P1增加到一定值时,垫片在进气作者简介:吴健(1976-),河南省鹿邑县人,讲师,主要从事
6、过程装备与控制技术的教学与研究工作。2007年第4期 阀 门 —23—22阻尼孔出去,此时P2为0。通过调节微调旋钮可以W1+k1δx+0.785P1(D2-d)(3)调节大小弹簧的预紧力,从而可以调节工作压力的22=01785P1D1+01785P2D2+W2-K2δx范围。式中 k1———大弹簧弹性系数,N/mm3 静力分析k2———复位小弹簧弹性系数,N/mm比例调节气动阀的力学模型如图2所示。δx———弹簧位移量,mm22D1+d4(W1-W2)P2=-(2-1)P1+2+D2πD24(
7、k1+k2)2δx(4)πD2 由式(4)可知,P2将随着P1的增大而减小,起到反比例调节的作用。图2 比例调节气动阀力学模型给定参数k1=20N/mm,k2=4N/mm,则P2(1)当各力满足式(1)的条件时,即与P1的变化曲线如图4所示。2222π(D2-d)πD1πD2W1+P1≥P1+P2+W2444(1)式中 W1———大弹簧预紧力,NW2———复位小弹簧预紧力,NP1、P2———进、出气口压力,PaD1———垫片直径,mmD2———节流孔直径,mmd———小锥形阀瓣前端圆柱直径,mm此时,比例调节气动阀处于正比例调节阶段,图4 比例调节
