Hvordan påvirker lufttrykksventil responstiden?
Legg igjen en beskjed
I moderne industrielle automatiseringskontrollsystemer er luftaktuerte ventiler avhengige av trykkluft som en strømkilde for å kontrollere åpningen og lukking av ventilen, og regulerer dermed strømmen, trykket eller nivået på medier som gass, væske eller damp. En av de viktigste ytelsesparametrene er "responstid", som er tiden det tar fra styresignalet (vanligvis en magnetventil for å bytte luftbane) til ventilen som fullfører hele åpnings- eller lukkeslaget. Jo raskere responsen, jo mer betimelig vil systemjusteringen være, noe som er av stor betydning for å forbedre produksjonseffektiviteten og sikre produksjonssikkerhet. Blant de mange faktorene som påvirker responstiden, er lufttrykket til førerluftskilden en av de viktigste faktorene. Denne artikkelen vil analysere effekten av lufttrykk på responsytelsen til pneumatiske ventiler for å hjelpe brukere med å sette lufttrykket riktig.
Arbeidsprinsippet for luftaktiverte ventiler
For å forstå hvordan lufttrykk påvirker responstiden, må du først forstå det grunnleggende om hvordan en pneumatisk aktivert ventil fungerer. En typisk luftaktivert ventil består hovedsakelig av to deler: pneumatisk aktuator (aktuator) og ventil kropp (ventil kropp). Pneumatiske aktuatorer er komponenter som får trykkluft og konverterer lufttrykkenergi til mekanisk bevegelse (lineær eller rotasjonsbevegelse). Vanlige typer inkluderer stempeltype og membran -type.
Når du tar den vanligste enkeltvirkende fjærreturstempelaktuatoren som et eksempel, når trykkluft kommer inn i sylindersiden av aktuatoren gjennom kontrollgrensesnittet, virker lufttrykket på stempelet for å generere skyvekraft. Denne skyvekraften må overvinne forhåndsbelastningskraften til den indre fjæren, friksjonen til ventilstambevegelsen og den mulige reaksjonskraften generert av medietrykket inne i ventilen. Når skyvekraften er stor nok, begynner stempelet å bevege seg, og driver ventilstammen for å bevege seg gjennom forbindelsesstykket, og driver dermed ventilkjernen for å bevege seg fra gjeldende posisjon til målposisjonen.
Den dobbeltvirkende aktuatoren har ikke en returfjær, og åpnings- og lukkingshandlingene krever at trykkluft føres gjennom forskjellige luftporter for å fullføre. Under hele prosessen, hastigheten på luft som kommer inn og spennende, så vel som evnen til å overvinne forskjellige motstander, bestemmer i fellesskap at vekslingshastigheten til ventilen.
Mengden av lufttrykk bestemmer direkte mengden drivkraft som utøves på aktuatorstempelet eller mellomgulvet. I henhold til prinsippet om fysikk (Force=trykk × område), når det effektive området til aktuatoren (stempel eller membranområde) er konstant, jo høyere er luftforsyningstrykket, desto større blir drivkraften som genereres.
I løpet av de innledende stadiene av åpning eller lukking av ventilen, må statisk friksjon og den første forhåndsinnlastingen av våren (for envirkende aktuatorer) overvinnes. Høyere aktiveringskraft betyr at disse aktiveringsmotstandene kan overvinnes raskere, slik at ventilen kan begynne bevegelsen før, og forkorte "etterslep" -fasen av responsen.
Lufttrykk og luftstrømningshastighet
I tillegg til direkte å gi drivkraft, påvirker lufttrykk også betydelig "strømningshastigheten" for kjøregassen, som er volumet av luft som kommer inn eller forlater aktuatorsylinderen per tidsenhet. Når en kontrollventil (for eksempel en magnetventil) åpnes, slik at trykkluft kan strømme inn i aktuatoren, er det en trykkforskjell mellom trykket i luftforsyningslinjen og det opprinnelige trykket inne i aktuatorsylinderen (vanligvis nær atmosfærisk trykk). Denne trykkforskjellen er det som driver luftstrømmen.
I henhold til prinsippet om væskedynamikk, under visse forhold som rørledninger, skjøter og kontrollventildiametere, jo høyere luftforsyningstrykk, jo større er den opprinnelige trykkforskjellen, og desto større er den første hastigheten og strømningshastigheten for luft inn i aktuatoren. Dette betyr at aktuatorsylinderen kan fylles med trykkluft raskere og stempelet eller mellomgulvet kan bevege seg raskere til en ønsket stilling. Derfor øker ikke det høyere arbeidsflyet lufttrykk ikke bare drivkraften, men fremskynder også aktuatorens inflasjons- og eksosprosess, noe som betydelig forkorter ventilens responstid.
Hvis lufttrykket som leveres til en luftaktivert ventil er lavere enn nødvendig for normal drift (vanligvis et minimum driftstrykk spesifisert av produsenten), vil en serie negative effekter oppstå. Den mest direkte manifestasjonen er at ventil -responstiden er betydelig utvidet. På grunn av utilstrekkelig drivkraft, kan ventilen ha vanskeligheter med å overvinne startmotstanden raskt, noe som resulterer i en forsinket start; Under bevegelse reduseres akselerasjonen og den totale driftshastigheten blir tregere. I mer alvorlige tilfeller, hvis lufttrykket er så lavt at drivkraften som genereres knapt er lik eller mindre enn summen av forskjellige motstander (inkludert fjærkraft, friksjon, middels reaksjonskraft, etc.), kan ventilen slutte å bevege seg midt og ikke kan åpnes helt eller helt lukket.
Selv om økende lufttrykk generelt resulterer i raskere responstid, betyr det ikke at høyere lufttrykk er bedre. Det kan også oppstå problemer når luftforsyningstrykket er godt over designgrensen til aktuatoren eller ventilen. Først av alt, fra et sikkerhetsperspektiv, kan overdreven trykk føre til at de indre komponentene i aktuatoren (for eksempel stempel, sylinder, tetninger) har stress utover designområdet, noe som øker risikoen for brudd eller deformasjon. Samtidig kan den enorme drivkraften føre til at ventilen voldelig treffer ventilsetet eller begrenser stoppet på slutten av hjerneslaget, noe som forårsaker sterkt sjokk og vibrasjoner. Denne "påvirkningseffekten" vil ikke bare produsere støy, men også akselerere slitasje av ventilkjernen, ventilsetet og den indre bufferstrukturen til aktuatoren, og forkorte levetiden til ventilen og aktuatoren.
For det andre, mens høyere trykk teoretisk gir raskere hastigheter, er effekten ikke alltid lineær. Når trykket øker til et visst nivå, kan forkortelsen av responstiden ikke lenger være åpenbar, fordi flaskehalsen på dette tidspunktet kan skifte til andre faktorer, for eksempel strømningskapasiteten til den kontrollmagnetventilen (CV -verdien), vil den indre diameteren til den tilkoblende røret.
