Hogyan befolyásolja a légnyomás befolyásoló szelep válaszideje?
Hagyjon üzenetet
A modern ipari automatizálási szabályozó rendszerekben a levegővel működtetett szelepek a sűrített levegőre, mint energiaforrásra támaszkodnak a szelep kinyitásának és bezárásának szabályozására, ezáltal szabályozva a tápközegek áramlását, nyomását vagy szintjét, például gáz, folyadék vagy gőz. Az egyik legfontosabb teljesítményparaméter a "válaszidő", amely az a idő, amely a vezérlőjelből (általában egy mágnesszelep a levegő útjának váltásához) a szelephez, amely kitölti a teljes nyílási vagy záró löket. Minél gyorsabb a válasz, annál időben lesz a rendszer beállítása, ami nagy jelentőséggel bír a termelés hatékonyságának javításában és a termelés biztonságának biztosításában. A válaszidejét befolyásoló számos tényező közül az egyik legfontosabb tényező a vezetési levegőforrás légnyomása. Ez a cikk elemzi a légnyomás hatását a pneumatikus szelepek választeljesítményére, hogy segítse a felhasználókat a légnyomás megfelelő beállításában.
A levegővel működtetett szelepek működési elve
Annak megértése érdekében, hogy a légnyomás hogyan befolyásolja a válaszidőt, először meg kell értenie a pneumatikus működtetett szelep működésének alapjait. Egy tipikus levegővel működtetett szelep elsősorban két részből áll: pneumatikus működtető (működtető) és szeleptestből (szeleptest). A pneumatikus hajtóművek olyan alkatrészek, amelyek sűrített levegőt kapnak, és a légnyomás energiáját mechanikus mozgássá alakítják (lineáris vagy forgási mozgás). A gyakori típusok közé tartozik a dugattyú típus és a membrán típus.
Példaként a leggyakoribb egy hatású rugó visszatérő dugattyú működtetőt, amikor a sűrített levegő a vezérlőfelületen keresztül lép be a szelepmozgató henger oldalára, a dugattyú légnyomás hatással van a tolóerő előállításához. Ennek a tolóerőnek meg kell küzdenie a belső rugó előterhelésének, a szelep szárának mozgásának súrlódását és a szelep belsejében lévő közegnyomás által generált lehetséges reakcióerőt. Amint a tolóerő elég nagy, a dugattyú elindul, és a szelep szárát mozgatja, hogy áthaladjon a csatlakozó darabon, ezáltal a szelepmagot az aktuális helyzetből a célhelyzetbe mozgatva.
A kettős hatású működtetőnek nincs visszatérési rugója, és a nyitási és záró műveleteihez sűrített levegőt kell átjuttatni a különböző légcsatornákon. A teljes folyamat során a belépő és kilépő levegő sebessége, valamint a különféle ellenállások leküzdésének képessége közösen határozza meg a szelep váltási sebességét.
A légnyomás mennyisége közvetlenül meghatározza a hajtómű dugattyúra vagy a membránra gyakorolt hajtóerejének mennyiségét. A fizika elve szerint (= nyomás × terület), amikor a szelepmozgató (dugattyú vagy membrán terület) tényleges területe állandó, annál nagyobb a levegőellátási nyomás, annál nagyobb a hajtóereje.
A szelep kinyitásának vagy bezárásának kezdeti szakaszaiban a statikus súrlódást és a rugó kezdeti előterhelését (az egy hatású működtetőkhöz) meg kell küzdeni. A magasabb működtetési erő azt jelenti, hogy ezeket a működési ellenállásokat gyorsabban lehet legyőzni, lehetővé téve a szelepnek a mozgásának elindítását, a válasz „késés” fázisának rövidítésével.
Légnyomás és légáramlási sebesség
Amellett, hogy közvetlenül a hajtóerőt biztosítja, a légnyomás jelentősen befolyásolja a hajtó gáz „áramlási sebességét” is, amely az egységenkénti működtetőhengerbe belépő vagy kilépő levegőmennyiség. Amikor egy vezérlőszelep (például egy mágnesszelep) kinyílik, lehetővé téve a sűrített levegő áramlását a szelepmozgatóba, nyomáskülönbség van a levegőellátó vonal nyomása és a szelepmozgatóhengerben lévő kezdeti nyomás között (általában a légköri nyomás közelében). Ez a nyomáskülönbség vezeti a légáramot.
A folyadékdinamika elve szerint bizonyos körülmények között, például csővezetékek, ízületek és vezérlőszelep átmérője, annál nagyobb a levegőellátási nyomás, annál nagyobb a kezdeti nyomáskülönbség, és minél nagyobb a kezdeti sebesség és áramlási sebesség a működtetőbe. Ez azt jelenti, hogy a szelepmozgatóhenger gyorsabban tölthető el sűrített levegővel, és a dugattyú vagy a membrán gyorsabban mozoghat a kívánt helyzetbe. Ezért a magasabb működési légnyomás nemcsak növeli a hajtóerőt, hanem felgyorsítja a szelepmozgató inflációs és kipufogógázát is, ami jelentősen lerövidíti a szelep válaszidejét.
Ha a levegővel működtetett szelephez szállított légnyomás alacsonyabb, mint a normál működéshez szükséges (általában a gyártó által megadott minimális működési nyomás), akkor negatív hatások sorozata történik. A leggyakoribb megnyilvánulás az, hogy a szelep válaszideje jelentősen meghosszabbodik. Az elégtelen hajtóerő miatt a szelepnek nehézségei lehetnek a kezdő ellenállás gyors leküzdésében, ami késleltetett indítást eredményez; A mozgás során a gyorsulás csökken, és a teljes működési sebesség lassabbá válik. Súlyosabb esetekben, ha a légnyomás annyira alacsony, hogy a generált hajtóerő alig egyenlő vagy kevesebb, mint a különféle ellenállás összege (beleértve a rugós erőt, a súrlódást, a közepes reakciós erőt stb.
Noha a légnyomás növekedése általában gyorsabb válaszidőket eredményez, ez nem azt jelenti, hogy a nagyobb légnyomás jobb. Problémák merülhetnek fel akkor is, ha a levegőellátási nyomás jóval meghaladja a szelepmozgató vagy a szelep tervezési határát. Mindenekelőtt biztonsági szempontból a túlzott nyomás miatt a szelepmozgató (például dugattyú, henger, tömítés) belső alkotóelemei a tervezési tartományon túlmutatnak, növelve a repedés vagy a deformáció kockázatát. Ugyanakkor a hatalmas hajtóerő miatt a szelep hevesen ütheti a szelep ülését vagy a limit megállást a stroke végén, erős sokkot és rezgést okozva. Ez a "hatáshatás" nemcsak zajt okoz, hanem felgyorsítja a szelepmag, a szelep ülés és a szelepmozgató belső pufferszerkezetének kopását, lerövidítve a szelep és a szelep élettartamát.
Másodszor, míg a magasabb nyomás elméletileg gyorsabb sebességet biztosít, a hatás nem mindig lineáris. Ha a nyomás egy bizonyos szintre növekszik, a válaszidő rövidítése már nem lehet nyilvánvaló, mivel a szűk keresztmetszet ebben az időben más tényezőkre, például a vezérlő mágnesszelep áramlási kapacitására (CV -érték), akkor a csatlakozó csővezeték belső átmérője, a levegő áramlási jellemzői, stb. A nagy nyomást gyakorolhatják a nagy nyomást.
