调节阀活塞执行机构的输出

调节阀输出力定义及计算 2.1 输出力的正确定义 首先我们引入几个符号：ft表示任意开度的不平衡力；Ft表示阀关闭时的不平衡力；“-”表示不平衡力的作用方向是将阀芯顶开的；“+”表示不平衡力的作用方向是将阀芯压闭的。 过去的定义是：执行机构用来克服不平衡力的力。这个定义有两个问题：①调节阀任意开度都存在着不平衡力ft，这样，执行机构任意开度都有输出力克服Ft，使阀信号压力与开度一一对应，ft变化不影响阀位。实际并非如此，只有带定位器时才有这种功能。②克服“+”、“-”ft问题没有区分，造成混为一体的模糊概念，导致计算错误。表现在现场时，就是有的阀关不死或打不开。 我们知道，“-” Ft对阀芯产生顶开趋势，所需执行机构的输出力应该是克服它顶开，并保证阀密封的力；“+” Ft对阀芯产生压闭趋势，所需输出力应该是保证阀启动并能走完全行程的力。于是，我们得出输出力的正确定义为：阀处关闭位置时，执行机构具有克服“—” Ft，以保证阀的密封，克服“+” Ft，以保证阀正常启动并能走完全行程的力，这种力称为执行机构输出力，以F表示。 2.2 气动薄膜执行机构输出力的正确计算 过去F计算，没考虑Ft的不同作用方向，笼统地按阀处在“-” Ft情况来处理，造成阀处在“+” Ft的情况下工作时打不开等问题。下面分两种情况讨论。 1）“-” Ft时的F计算 （1）对气开阀，执行机构的预紧力，即Po·Ae，作用在阀芯上，克服“－” Ft，以保证阀密封。故其F为：

（0﹤Po≤Pmax－Pr） （18） （2）对气闭阀，阀走完全行程，即阀芯接触阀座之后，再继续增加的力才作用在阀芯上克服“－” Ft，以保证阀的密封，故其F为： F＝（P－Pr）·Ae （PL＜P≤Pmax ＝ （19） 2）“+” Ft时的F计算 “+” Ft所需的输出力是将阀芯打开的力。阀关闭时，阀芯受力为“+” Ft，阀一旦启动，它随开度的增加而按ft变化规律下降。由于减压阀阀从关至全开的弹簧张力变化为PrAe，所以当Ft ≥PrAe时，只要Ft下降PrAe，则弹簧张力相应补偿PrAe，阀靠Ft减小而启动至全开。这种阀一旦启动，信号压力不变，靠Ft减小而使阀突然打开一个范围，就是我们常说“突然启跳”。当Ft﹤PrAe时，小于部分则信号压力的正常改变使阀全开。 从上述讨论中可以看出：当“+” Ft≥ PrAe时，只要保证阀启动就可保证阀全开，不必在信号压力P中考虑阀全开而扣除Pr，即“+” Ft的F计算，不考虑Pr的影响。具体计算如下： （1）对气开阀，首先是克服预紧力，余下的执行机构作用力才能抵抗“+” Ft，把阀芯拉开，故其F为： F＝（P-Po）·Ae （Po﹤P≤Pmax） （20） （2）对气闭阀，阀的启动是靠信号压力的减小，靠弹簧张力把阀拉开。故静态时，阀关闭到位时弹簧所具有的张力，就是把阀启开的作用力，即 F＝PL·Ae （PrBPL≤Pmax） （21） 3）小结 通过上述分析，还可得出如下有用的结论： （1）“+” Ft的F计算，不扣除Pr，所以比原笼统地按“－” Ft计算要扣除Pr的输出力大得多，否定了笼统地说气动薄膜执行机构输出力小的结论。如*大执行机构的Ae＝1600cm

，Fmax＝2.5×1600＝4吨。通常，它可比“－” Ft条件下的F大3～5倍以上。 （2）选用大的Pr，即可提高稳定性，又可提高“+” Ft时气闭阀的输出力。 （3）因“+”、“－” Ft方向相反，故所需输出力方向也相反。如气开阀，对“－” Ft，增加F是调紧，即增大P0；对“+” Ft，增加F是调松，即要减小P0。由于过去笼统地按“－” Ft考虑，因而造成阀在“+” Ft情况下工作时F正好是减小，这就是“+” Ft时有的阀关不死，或打不开的原因所在。 （4）因“+” Ft比“－” Ft获得更大的F，故阀在“－” Ft的情况下不能正常工作时，可以通过改变流向的办法，使阀在“+” Ft的情况下工作，使之克服不平衡力。 （5）对两位型调节阀，它只起开关作用。因此，应使之在“+” Ft情况下工作（通常为流闭型）。这样，一方面它可获得比“－” Ft大3～5倍以上的许用压差，另一方面，“+”Ft的作用是将阀芯压紧，增加了阀芯对阀座的密封力，提高了切断效果，通常泄漏量可比“－” Ft小（80~90）％。订货须知： 一、①气体减压阀产品名称与型号②口径③是否带附件以便我们的为您正确选型④使用压力⑤使用介质的温度。 二、若已经由设计单位选定公司的截止阀型号，请球阀型号直接向我司销售部订购。 三、当使用的场合非常重要或环境比较复杂时,请您尽量提供设计图纸和详细参数，由我们的阀门公司专家为您审核把关。 我们一定会尽心尽力为您提供优质的服务。 2.3 活塞执行机构的输出

式中：D——活塞直径cm

； η——气缸效率（一般η＝0.8）； P1、P2——气缸两侧压力。