气动阀是工业自动领域一流体控制系统中的一种执行单元,它是由气动执行器与阀门组合而成的,然后通过气源压力来驱动执行器,从而控制阀门运作,本章节主要讲述的是常用的角行程开关式气动阀。
气动阀的构成:
主要由气动执行器,阀门两大主要部分组成,当然,根据工况条件和用户的需求不同,还可选配不同的附件来实现不同的功能,如电磁阀、气源三联件、回讯器、电气定位器等。
气动执行器分类:
从转动方式分为:直行程、角行程两种;从结构分为:活塞式、膜片式、柱塞式、叶片式等;从功能作用又分为:单作用、双作用、三位式等。
双作用式工作原理:
当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时,使两活塞分离向气缸两端方向移动,两端气腔的空气通过气口(4)排出,同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。反之气源压力从气口(4)进入气缸两端气腔时,使两活塞向气缸中间方向移动,中间气腔的空气通过气口(2)排出,同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。(如果把活塞相对反方向安装,输出轴变为反向旋转,即为双作用反转型。
单作用式工作原理:
当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时,使两活塞分离向气缸两端方向移动,迫使两端的弹簧压缩,两端气腔的空气通过气口(4)排出,同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)逆时针方向旋转。在气源压力经过电磁阀换向后,气缸的两活塞在弹簧的弹力下向中间方向移动,中间气腔的空气从气口(2)排出,同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。(如果把活塞相对反方向安装,弹簧复位时输出轴变为反向旋转,即为单作用反转型)
双作用式工作原理:
当有压力的气源从气口(A)进入气缸(左A和右A)气腔时,使两活塞及活塞杆组件同步向气缸右端方向移动,(左B和右B)气腔的空气通过气口(B)排出,同时由活塞组件同步带动拔叉转轴向逆时针方向旋转,完成角行程0°-90°动作。经过电磁阀换气后气源压力从气口(B)进入气缸(左B和右B)两端气腔时,使两活塞及活塞杆组件向气缸左端方向移动(左A和右A)气缸的空气通过气口(A)排出,同时由活塞组件同步带动拔叉转轴向顺时针方向旋转,完成90°-0°动作。
单作用式工作原理:
当有压力的气源从气口(A)进入气缸(左A和右A)气腔时,使两活塞及活塞杆组件同步向气缸右端方向移动,迫使弹簧组件压缩,(左B和右B)气腔的空气通过气口(B)排出,同时由活塞组件同步带动拔叉转轴向逆时针方向旋转,完成角行程0°-90°动作。经过电磁阀换气后气源压力从气口(A)泄压(右B)端的弹簧组件产生弹力,使两活塞及活塞杆组件向气缸左端方向移动,同时由活塞组件同步带动拔叉转轴向顺时针方向旋转,完成90°-0°动作。
1、阀体材质:应以球墨铸铁为主,并注明牌号及铸铁实际的物理化学检测数据。 2、阀杆材质:力求不锈钢阀杆(2CR13),大口径阀门也应是不锈钢嵌包的阀杆。 3、螺母材质:采用铸铝黄铜或铸铝青铜,且硬度与强度均大于阀杆。 阀杆衬套材质:其硬度与强度均应不大于阀杆,且在水浸泡状况下与阀杆、阀体不形成电化学腐蚀。 4、密封面的材质 ①气动阀类别不一,密封方式及材质要求不一; ②普通楔式闸阀,铜环的材质、固定方式、研磨方式均应说明; ③软密封闸阀,阀板衬胶材料的物理化学及卫生检测数据; ④蝶阀应标明阀体上密封面材质及蝶板上密封面材质;它们的物理化学检测数据,特别是橡胶的卫生要求、抗老化性能、耐磨性能;通常采用丁腈橡胶及三元乙丙橡胶等,严禁掺用再生胶。 5、阀轴填料 ①由于管网中的气动阀,通常是启闭不频繁的,要求填料在数年内不活动,填料亦不老化,长期保持密封效果; ②阀轴填料亦应在承受频繁启闭时,密封效果的良好性; ③鉴于上述要求,阀轴填料力求终身不换或十多年不更换; ④填料若需更换,气动阀设计应考虑能有水压的状况下更换的措施。
德国费斯托气动阀工作原理和特点:
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FESTO 气动阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类 气动元件。德国 费斯托气动阀是借助压缩空气的阀门,费斯托气动阀所有的系列产品采用的都是顺时针关闭,气动阀是直角回转的结构,其材质和密封的效果决定气动阀的质量。
FESTO气动阀的气动活塞执行机构采用压缩空气作动力源,通过活塞的运动带动曲臂进行90度回转,达到使阀门自动启闭。它的组成部分为:调节螺栓、执行机构箱体、曲臂、气缸体、气缸轴、活塞、连杆、万向轴。
气动调节阀由执行机构和调节机构组成。执行机构是调节阀的推力部件,它按控制信号压力的大小产生相应的推力,推动调节机构动作。阀体是气动调节阀的调节部件,它直接与调节介质接触,调节该流体的流量。
FESTO费斯托气动阀是一种直角回转结构,它与阀门定位器配套使用,可实现比例调节;V型阀芯适用于各种调节场合,具有额定流量系数大,可调比大,密封效果好,调节性能灵敏,体积小,可竖卧安装。适用于控制气体、蒸汽、液体等介质。
FESTO费斯托气动阀是一种直角回转结构,由V型阀体、气动执行机构、定位器及其他附件组成;有一个近似等百比的固有流量特性;采用双轴承结构,启动扭矩小,具有极好的灵敏度和感应速度;超强的剪切能力。
德国费斯托气动阀的所有产品采用的都是顺时针关闭。管网中的 FESTO气动阀大多数采用的是人工控制的,所以旋转的转数要控制在一定的范围之内,不宜过多。FESTO气动阀可以操作简单,可以实现一个人操作,所以气动阀大启闭力矩宜为240N-m。为方便操作人员在地面上操作的便利性,费斯托气动阀启闭操作的方位应该是面向地面的,另外带轮盘的阀门不适用于地下管网。
德国费斯托气动阀工作原理和特点:(1)外漏堵绝,内漏易控,使用安全。内外泄漏是危及安全的要素。其它自控阀通常将阀杆伸出,由电动、气动、液动执行机构控制阀芯的转动或移动。这都要解决长期动作阀杆动密封的外泄漏难题;唯有电磁阀是用电磁力作用于密封在电动调节阀隔磁套管内的铁芯完成,不存在动密封,所以外漏易堵绝。(2)系统简单,便接电脑,价格低谦。电磁阀本身结构简单,价格也低,比起调节阀等
其它种类执行器易于安装维护。更显著的是所组成的自控系统简单得多,价格要低得多。由于电磁阀是开关信号控制,与工控计算机连接十分方便。在当今电脑普及,价格大幅下降的时代,电磁阀的优势就更加明显。(3)动作快递,功率微小,外形轻巧。电磁阀响应时间可以短至几个毫秒,即使是先导式电磁阀也可以控制在几十毫秒内。由于自成回路,比之其它自控阀反应更灵敏。设计得当的电磁阀线圈功率消耗很低,属节能产品;还可做到只需触发动作,自动保持阀位,平时一点也不耗电。电磁阀外形尺寸小,既节省空间,又轻巧美观。(4)调节精度受限,适用介质受限。电磁阀通常只有开关两种状态,阀芯只能处于两个极限位置,不能连续调节,(力图突破的新构思不少,但还都处于试验试用阶段)所以调节精度还受到一定限制。电磁阀对介质洁净度有较高要求,含颗粒状的介质不能适用,如属杂质须先滤去。另外,粘稠状介质不能适用,而且,特定的产品适用的介质粘度范围相对较窄。(5)型号多样,用途广泛。电磁阀虽有先天不足,优点仍十分突出,所以就设计成多种多样的产品,满足各种不同的需求,用途极为广泛。
两位三通气动阀是一种用于气动设施的、有两个位置状态、三个接口的换向阀。其种类很多,从控制方式上可分电控阀、气控阀、机控阀、手控阀,脚踏阀等。原理因工作位置不同时,不同的接口连通。
二位三通电磁阀工作原理:
一进二出:(ZC2/31) 当电磁阀线圈通电时,出介质端(2)第一路打开,第二路(3)关闭;当电磁阀线圈断电时,出介质端第一路(2)关闭,第二路(3)打开;
二进一出:(ZC2/32) 当电磁阀线圈通电时,进介质端第一路(2)打开,第二路(3)关闭;当电磁阀线圈断电时,进介质端第一路(2)关闭,第二路(3)打开;(此内阀两进口端前必需加单向阀)
一进一出:常闭式(ZC2/3)---当电磁阀线圈通电时,接口2通向接口1,接口3关闭;当电磁阀线圈断电时,接口2关闭,接口1通向接口3;
常开式(ZC2/3K)当电磁阀线圈断电时,接口3通向接口1,接口2关闭;当电磁阀线圈通电时,接口3关闭,接口1通向接口2;
两位三通气动阀原理:
V型调节球阀电磁阀里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的油管,腔中间是阀,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔,而进油孔是常开的,液压油就会进入不同的排油管,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。
两位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种,常闭型指线圈没通电时气路是断的,常开型指线圈没通电时气路是通的。常闭型两位三通电磁阀动作原理:给线圈通电,气路接通,线圈一旦断电,气路就会断开,这相当于“点动”。常开型两位三通单电控电磁阀动作原理:给线圈通电,气路断开,线圈一旦断电,气路就会接通,这也是“点动”。两位三通电磁阀一般都是一进两出系列的。也有常开常闭的说法。
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