上海譜閔
Shanghai Pomin專注工業(yè)自動化設(shè)備
質(zhì)量保障服務(wù)完善創(chuàng)新高效ATOS換向閥DHA-0631/2/A/M 工作技術(shù)
從本質(zhì)上來講,純機械自控閥門就是一種不需要外部能量供應(yīng)就可以實現(xiàn)自動控制調(diào)節(jié)的閥門,即無源控制閥門,純機械控制閥門的研究始于上世紀八十年代,L.Ornstein教授設(shè)計了一種名為 Irristat 的閥門,這種閥門就屬于一種純機械自控閥門,其在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應(yīng)用較為廣泛。當土壤中的水分含量達到預(yù)定值的時候,水分會進入到閥門,使得閥門內(nèi)部凝膠膨脹,下壓活塞,減小水管的截面積,從而實現(xiàn)對用水量的控制[1]。而當土壤中水分含量低于預(yù)定值的時候,法門中的水分會回到土壤中,活塞失去下壓力上移,水流量增大,從而實現(xiàn)對水流量的自動控制。
二、純機械自控閥門的設(shè)計
?。ㄒ唬┘儥C械自控閥門的設(shè)計思路
本文以 Irristat 閥門為基礎(chǔ),以土壤水分張力為主要設(shè)計原理。Irristat 閥門的自動控制主要是通過水分平衡原理來實現(xiàn)的,借助真空壓力表的讀數(shù),張力計能夠?qū)ν寥浪智闆r進行監(jiān)測,以監(jiān)測結(jié)果為基礎(chǔ)來實現(xiàn)對閥門的自動化控制。在整個控制過程中,張力計相當于一個土壤溫度的傳感器,Irristat 閥門通過內(nèi)部凝膠吸水膨脹及失水收縮來判斷土壤中水分情況,從而通過閥門來實現(xiàn)對水流量的自動化控制,實現(xiàn)灌溉自動化,其不需要計算機和傳感器,屬于一種無源自控閥門,通過純機械來實現(xiàn)閥門的自動化控制[2]。
(二)純機械自控閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計
本文提出的純機械自控閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 1 所示:
閥門結(jié)構(gòu)主要包括控制元件、兩個彈簧(一個緩沖彈簧即彈簧1,一個復(fù)位彈簧即彈簧2)、進水口以及兩個出水口組成,通過彈簧 1 能夠推動閥芯移動,當閥芯錐形面封堵進水口的時候,則閥門關(guān)閉,灌溉停止,通過閥門 2 可以推動閥芯反向移動,封住進水口的閥芯錐形面會慢慢后退,從而實現(xiàn)閥門入水口的逐漸開啟,灌溉恢復(fù)。
三、純機械自控閥門的控制原理及控制單元設(shè)計
?。ㄒ唬┘儥C械自控閥門的控制原理分析
純機械自控閥門的控制原理如下:閥門自動控制元件中存在濕敏材料,濕敏材料與土壤直接接觸,當土壤中水分含量增多的時候,濕敏材料產(chǎn)生吸水膨脹作用,從而給緩沖彈簧施加壓力,緩沖彈簧在壓力的作用下會移動并推動復(fù)位彈簧和閥芯進行運動,閥芯運動的過程中其錐形面會逐漸封住進水口,實現(xiàn)閥門的自動關(guān)閉,灌溉停止。當濕敏材料吸水膨脹的時候,如果其膨脹量比閥芯封堵進水口的移動量大,則很可能導(dǎo)致閥芯錐形頭受到較大壓力,甚至損壞閥芯,而緩沖彈簧則能夠起到良好的緩沖作用,避免閥芯錐形頭受到較大壓力,實現(xiàn)對閥芯錐形頭的保護[3]。
閘閥是指封閉件(閘板)沿通路中央線的垂直方向移動的閥門。閘閥在管路中只能作全開和全關(guān)堵截用, 不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流。閘閥是使用范圍很廣的一種閥門,一般口徑DN≥50mm的堵截裝置都選用它,有時口徑很小的堵截裝置也選用閘閥,閘閥是作為截止介質(zhì)使用,在全開時整個暢通流暢縱貫,此時介質(zhì)運行的壓力損失最小。閘閥通常合用于不需要常常啟閉,而且保持閘板全開或全閉的工況。不合用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。對于高速活動的介質(zhì),閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動,而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面,而節(jié)流會使閘板遭受介質(zhì)的沖蝕。從結(jié)構(gòu)形式上,主要的區(qū)別是所采用的密封元件的形式。根據(jù)密封元件的形式,經(jīng)常把閘閥分成幾種不同的類型,如:楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘閥等。
的形式是楔式閘閥和平行式閘閥:
1、閘板有兩個密封面,的模式閘板閥的兩個密封面形成楔形、楔形角隨閥門參數(shù)而異,通常為50,介質(zhì)溫度不高時為。楔式閘閥的閘板可以做成一個整體,叫做剛性閘板;也可以做成能產(chǎn)生微量變形的閘板,以改善其工藝性,彌補密封面角度在加工過程中產(chǎn)生的偏差 , 這種閘板叫做彈性閘板。
2、閘閥封閉時,密封面可以只依賴介質(zhì)壓力來密封 , 即依賴介質(zhì)壓力將閘板的密封面壓向另一側(cè)的閥座來保證密封面的密封,這就是自密封。大部門閘閥是采用強制密封的,即閥門封閉時,要依賴外力強行將閘板壓向閥座 , 以保證密封面的密封性。