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气动调节阀执行机构输出力的计算及示例

时间:2020-06-22     作者:蓝诺阀门【原创】

  气动薄膜执行机构在气动气动调节阀中应用非常普遍,因此,本文将根据气动调节阀不平衡力的方向性,简单探讨一下气动薄膜执行机构输出力的计算。


气动调节阀


  如上图所示:执行机构向下输出力,用+F表示,执行机构向上输出力,用—F表示,所以,执行机构输出力为:


image.png


  式中:P——信号压力


  Ae——薄膜有效面积m2


  Cs——弹簧刚度N/m


  Pr——弹簧范围,相当于使弹簧产生全行程变形量L,所需加在薄膜上的压力变化范围,Pa


  Lo——弹簧预紧量,m


  Po——弹簧的启动压力,相当于使弹簧产生预紧变形量Lo。所需加在薄膜上的压力,弹簧在自由状态时,Po=0,Po可根据需要在一定的范围内调节。


  将上述各式经过代入、整理得:


将上述各式经过代入、整理得:


  式中,PF为有效的输出压力,是用于克服负荷的有效压力,从上式看出,改变弹簧启动压力Po,可以改变输出力;改变弹簧范围Pr,使之与不同有效面积的薄膜相配,可得到不同的输出力。目前气动调节阀比较常见的弹簧范围有20~60Kpa,20~100Kpa,40~200Kpa,60~100Kpa 60~180Kpa等几种。


  示例1:计算气动薄膜执行机构的输出力


示例1:计算气动薄膜执行机构的输出力


  对于一个气动薄膜执行机构,如果把弹簧调整在20~100Kpa的标准信号压力下作全行程动作,即弹簧起动压力P0=20Kpa,弹簧终止压力P=100Kpa,弹簧范围Pr=(100-20)Kpa=80Kpa


  解:由于全行程处Į=L,所以执行机构输出力为:


  结论:该气动薄膜执行机构在全行程处,其输出力完全与弹簧反作用相抵消,执行机构没有输出力,此种情况用在气关式气动调节阀中将没有密封力。


  改变气动薄膜执行机构输出力的措施


  通过上述的公式演变也讲解,我们发现要改变气动薄膜执行机构的输出力主要有以下几种措施:


  (1)改变弹簧的起动压力Po;


  (2)改用不同弹簧范围的弹簧;


  (3)配置阀门定位器。

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