機械自動(dòng)控制閥門(mén)的設計及控制原理分析 | |
來(lái)源:哲成閥門(mén) 作者:哲成閥門(mén)貿易部 發(fā)布時(shí)間:2019-6-19 閱讀:次 | |
自動(dòng)控制閥門(mén)可以對流動(dòng)介質(zhì)的流入流出量進(jìn)行控制, 使其滿(mǎn)足管道運輸要求, 滿(mǎn)足機械生產(chǎn)需求。在閥門(mén)自動(dòng)化控制研究中, 出現了一種純自動(dòng)控制閥門(mén), 該閥門(mén)作用優(yōu)勢更加顯著(zhù), 甚至不需要傳感設備或外部能量的幫助。其屬于無(wú)源閥門(mén), 在閥門(mén)應用中, 設計人員應基于閥門(mén)作用原理, 研究閥門(mén)自動(dòng)調節作用。如此才能設計出有益機械生產(chǎn)水平提升的閥門(mén)。本文主要針對機械自動(dòng)控制閥門(mén)的設計及應用原理進(jìn)行分析。 1 機械自動(dòng)化控制閥門(mén)的設計機械自動(dòng)化控制閥門(mén)可以應用在農業(yè)灌溉區域, 以Irristat閥門(mén)為基礎, 設計相關(guān)的純機械自動(dòng)化控制閥門(mén), 還需要掌握閥門(mén)控制作用原理。在設計中, 農業(yè)中的土壤水分張力變化情況會(huì )成為閥門(mén)調節控制的判斷依據。水分平衡可以使閥門(mén)實(shí)現自動(dòng)化控制 圖1 純機械自動(dòng)化控制閥門(mén)結構圖 在閥門(mén)控制結構中, 控制單元屬于核心部分, 其需要作用于緩沖彈簧和復位彈簧, 來(lái)實(shí)現閥門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉控制。進(jìn)出水口則是控制單元控制作用的表現點(diǎn)。在正式運行中, 如果土壤水分過(guò)少, 控制單元需要下達指令, 使復位彈簧迅速復位, 推動(dòng)閥芯, 使其遠離進(jìn)水口, 保證閥門(mén)的入水情況, 使土壤灌溉要求得到滿(mǎn)足。如果土壤水分過(guò)多, 緩沖彈簧會(huì )接收相關(guān)指令, 正式啟動(dòng), 推動(dòng)閥芯, 使進(jìn)水口與閥芯重疊在一起, 如此管道中的水便不能流出口。 2 機械自動(dòng)化控制閥門(mén)的控制原理及控制單元設計2.1 控制原理彈簧推動(dòng)閥芯, 使進(jìn)水口被堵塞、開(kāi)啟, 從而完成閥門(mén)操控。而彈簧主要將土壤水分含量作為操作依據。彈簧的操作過(guò)程便是閥門(mén)自動(dòng)控制過(guò)程, 在控制單元中, 含有濕敏材料, 該材料會(huì )直接探測土壤水分含量, 含量不同, 材料表現也不同, 當水含量過(guò)多時(shí), 濕敏材料在吸水后, 體積會(huì )變大, 這會(huì )占用彈簧面積, 對彈簧造成擠壓, 所以彈簧會(huì )作用于閥芯上, 使其啟動(dòng) 2.2 自動(dòng)控制單元設計兩種彈簧在閥門(mén)自動(dòng)化控制中發(fā)揮了主要作用, 所以要將其作為核心元件進(jìn)行重點(diǎn)設計, 使緩沖彈簧發(fā)揮緩沖保護和關(guān)閉閥門(mén)作用, 使復位彈簧發(fā)揮開(kāi)啟作用。在自動(dòng)控制單元具體設計中, 需要完成以下兩方面設計工作。其一, 參數的設定。彈簧這種控制元件有自己的性能參數, 只有參數合格合理, 彈簧才會(huì )發(fā)揮作用, 使閥門(mén)實(shí)現自動(dòng)控制。針對緩沖彈簧和復位彈簧, 設計人員需要合理確定彈簧參數, 使其滿(mǎn)足控制作用需求 其二, 設計方法。在閥門(mén)自動(dòng)化控制設計中, 若要保證閥門(mén)一直有效, 則需要使控制單元中的彈簧一直處于安全可靠狀態(tài)。彈簧的穩定性主要體現在彈簧參數上, 設計人員需要控制彈簧參數, 需要使彈簧更加穩定, 如此彈簧才能滿(mǎn)足閥門(mén)需求。在可靠性設計中, 應對彈簧的性能參數進(jìn)行設計, 使相關(guān)的剛度和強度等得到保證, 如此其在承受荷載時(shí)才不會(huì )出現失效問(wèn)題。在性能參數設計中, 設計人員應確定其計算方法和設計方法。在彈簧剛度設計中, 需要對剛度參數進(jìn)行計算。在計算前, 應創(chuàng )建穩定條件, 如使彈簧材料及彈簧絲保持不變, 對彈簧剛度進(jìn)行研究, 發(fā)現該參數與彈簧圈數有直接關(guān)系, 兩者呈反相關(guān)關(guān)系。在實(shí)際應用中, 設計人員應根據閥門(mén)自動(dòng)控制要求, 確定彈簧的變形量, 該參數會(huì )決定彈簧圈數, 如此彈簧剛度也可以被計算出來(lái)。彈簧變形量需要滿(mǎn)足閥門(mén)自動(dòng)控制要求, 而彈簧剛度則要滿(mǎn)足變形量要求。在彈簧強度計算中, 需要確定彈簧絲的生角, 需要使其正弦值和余弦值接近零和一。根據這些參數, 可計算出彈簧的截面應力。該應力近似值計算中, 需要涉及到剪應力、彈簧絲直徑、彈簧中徑等, 彈簧中徑需要與彈簧絲作比值, 該比值參數大小直接關(guān)系到彈簧的穩定可靠性, 設計人員還要控制該比值, 使其不會(huì )影響彈簧絲卷繞過(guò)程。在彈簧穩定性計算中, 需要通過(guò)控制該參數來(lái)調控側向彎曲情況 3 結語(yǔ)機械自動(dòng)化控制閥門(mén)作用優(yōu)勢主要來(lái)自控制單元, 設計人員要重點(diǎn)設計該單元, 使其自動(dòng)調節能力和控制能力得到保證。自動(dòng)控制單元應能及時(shí)探索到作用對象的運行情況, 及時(shí)根據其運行需求, 作出有效調控, 使作用對象處于正常運行狀態(tài)。該種閥門(mén)可作用于不同的領(lǐng)域, 設計人員還要結合不同行業(yè)作用需求, 設計合理的自動(dòng)控制閥門(mén)和控制單元。 |
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本文Tag:控制閥、控制原理、設計 | |
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