1 工作原理
利用压缩空气推动执行器内多组组合气动活塞运动,传力给横梁和内曲线轨道的特性,带动空芯主轴作旋转运动,压缩空气气盘输至各缸,改变进出气位置以改变主轴旋转方向,根据负载(阀门)所需旋转扭矩的要求,可调整气缸组合数目,带动负载(阀门)工作。
两位五通电磁阀通常与双作用气动执行机构配套使用,两位是两个位置可控:开-关,五通是有五个通道通气,其中1个与气源连接,两个与双作用气缸的外部气室的进出气口连接,两个与内部气室的进出气口接连,具体的工作原理可参照双作用气动执行机构工作原理。 由于控制方式和手段越来越多,在实际工业生常和工业控制中,用来控制气动执行机构的方法也很多,常用的有以下几种。
智能显示仪
智能显示仪是用来监测阀门工作状态,并控制阀门执行期工作的仪器,它通过两路位置传感器监视阀门的工作状态,判断阀门是处于开阀还是关阀状态,通过编程记录阀门开关的数字,并且有两路与阀门开度对应的4~20mA输出及两足常开常闭输出触点。通过这些输出信号,控制阀门的开关动作。
智能显示仪是用来监测阀门工作状态,并控制阀门执行期工作的仪器,它通过两路位置传感器监视阀门的工作状态,判断阀门是处于开阀还是关阀状态,通过编程记录阀门开关的数字,并且有两路与阀门开度对应的4~20mA输出及两足常开常闭输出触点。通过这些输出信号,控制阀门的开关动作。
控制系统
PLC在控制系统中的应用越来越广泛,由于本方案是在OMRON的PLC上面作的开发,所以以OMRON的PLC来作介绍。
PLC在控制系统中的应用越来越广泛,由于本方案是在OMRON的PLC上面作的开发,所以以OMRON的PLC来作介绍。
硬件组成:1台计算机,1套PLC(包括CPU,I/O模块,ID212,OC224,AD003模块),2个继电器,2个电磁阀,1个气动阀门执行器。
通用要求
1、生产的气动阀规格及类别,应符合管道设计文件的要求。
气动阀门(11张)
2、气动阀的型号应注明依据的国标编号要求。若是企业标准,应注明型号的相关说明。
3、气动阀工作压力,要求≥管道的工作压力,在不影响价格的前提下,阀门可承受的工压应大于管道实际的工压;气动阀关闭状况下的任何一侧应能承受1.1倍阀门工压值而不渗漏;阀门开启状况下,阀体应能承受二倍阀门工压的要求。
4、气动阀制造标准,应说明依据的国标编号,若是企业标准,采购合同上应附企业文件。
2 分类
3 材质
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。
4、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。
5、密封面的材质:
①气动阀门类别不一,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。
6、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。
4 传动箱
1、箱体材质及内外防腐要求与阀体原则一致。
2、箱体应有密封措施,箱体组装后能承受3米水柱状况的浸泡。
3、箱体上的启闭限位装置,其调节螺帽应在箱体内或设在箱外,但需专用工具才可作业。
4、传动结构设计合理,启闭时只能带动阀轴旋转,不使其上下窜动,传动部件咬合适度,不产生带负荷启闭时分离打滑。
5、变速传动箱体与阀轴密封处不可连接成无泄漏的整体,否则应有可靠的防串漏措施。
6、箱体内无杂物,齿轮咬合部位应有润滑脂保护。
5 操作机构
1、气动阀门操作时的启闭方向,一律应顺时针关闭。
2、由于管网中的气动阀,经常是人工启闭,启闭转数不宜过多,就是大口径阀门亦应在200-600转内。
3、为了便于一个人的启闭操作,在管道工压状况下,最大启闭力矩宜为240N-m。
4、气动阀门启闭操作端应为方榫,且尺寸标准化,并面向地面,以便人们从地面上可直接操作。带轮盘的阀门不适用于地下管网。
5、气动阀门启闭程度的显示盘
①气动阀门启闭程度的刻度线,应铸造在变速箱盖上或转换方向后的显示盘的外壳上,一律面向地面,刻度线刷上荧光粉,以示醒目;
②指示盘针的材质在管理较好的情况下可用不锈钢板,否则为刷漆的钢板,切勿使用铝皮制作;
③指示盘针醒目,固定牢靠,一旦启闭调节准确后,应以铆钉锁定。
6、若气动阀埋设较深,操作机构及显示盘离地面距离≥1.5m时,应设有加长杆设施,且固定稳牢,以便人们从地面上观察及操作。也就是说,管网中的阀门启闭操作,不宜下井作业。
6 性能检测
1、阀门某一规格批量制造时,应委托权威性机构进行以下性能的检测:
①阀门在工压状况下的启闭力矩;
②在工压状况下,能保证阀门关闭严密的连续启闭次数;
③阀门在管道输水状况下的流阻系数的检测。
2、阀门在出厂前应进行以下的检测:
①阀门在开启状况下,阀体应承受阀门工压值二倍的内压检测;
②阀门的关闭状况下,两侧分别承受1.1倍阀门工压值,无渗漏;但金属密封的蝶阀,渗漏值亦不大于相关要求。
7 内外防腐
1、阀体(包括变速传动箱体)内外,首先应抛丸清砂除锈,力求静电喷涂粉状无毒环氧树脂,厚度达0.3mm以上。特大型阀门静电喷涂无毒环氧树脂有困难时,亦应刷涂、喷涂相似的无毒环氧漆。
2、阀体内部以及阀板各个部位要求全面防腐,一方面浸泡在水中不会锈蚀,在两种金属之间不产生电化学腐蚀;二方面表面光滑使过水阻力减少。
3、阀体内防腐的环氧树脂或油漆的卫生要求,应有相应权威机关的检测报告。化学物理性能亦应符合相关要求。
8 包装运输
1、阀门两侧应设轻质堵板固封。
2、中、小口径阀门应以草绳捆扎,并以集装箱方式运输为宜。
3、大口径阀门亦有简易木条框架固体包装,以免运输过程中碰损。
9 说明书
气动阀是设备,在出厂说明书中应标明以下相关数据:
阀门规格;型号;工作压力;制造标准;阀体材质;阀杆材质;密封材质;阀轴填料材质;阀杆轴套材质;内外防腐材质;操作启动方向;转数;工压状况下启闭力矩;制造厂厂名;出厂日期;出厂编号;重量;连接法兰盘的孔径、孔数、中心孔距;以图示方式标明整体长、宽、高的控制尺寸;阀门流阻系数;有效启闭次数;阀门出厂检测的相关数据及安装、维护的注意事项等。
10 安装与使用
(1)气动阀在安装使用之前,必须对阀门进行安装前的检查和开关运行试验。只有在运行动作正常的条件下,才能安装使用。
(2)气动阀的安装要尽可能使阀门与管路法兰同心,并加支撑固定。不能使球阀受其它外力作用,以免损坏阀门的中密封及阀门变形。造成阀门开关不灵及阀门的损坏而无法使用。
(3)要保证气球阀及气动元件所提供的动力气源必须是洁净,尽可能不带油污及水。清洁度应小于0.4微米。
(4)接入气源之前,必须清洁供气管路,气源接口和开关等器件,以防由于管路不清洁带上污物和泥沙冲入气动执行单元而造成故障。
(5)气动执行器、电磁阀、定位器、过滤器、减压阀等的连接,可用铜管或尼龙管,为以防防尘及减小噪声,排气口应安装消声器或消声节流阀。
(6)安装好以后,对气动阀门应进行试验,给气动执行器加压至额定值,压力为0.4~0.7mpa,对气动球阀进行开关试验,观察阀门的开闭情况。应转动灵活无卡阻现象。在开关如有卡阻现象可增高气压,反复开关使阀门调到开关灵活即可。
(7)安装调试开关型气动阀时,先用手动装置进行(电磁阀上的手动按钮)调试、动作正常后在通电调试。
(8)气动阀应定期进行维护保养阀杆转动处,应三个月加油(机油)一次。定期对气动执行单元和配合使用的空气过滤器进行放水、排污。正常的情况下六个月检查一次,每年检修一次。
11 选择
阀处于气动控制系统的核心地位,有各种型号的方向控制阀(Directional Control Valve, DCV)和比例控制阀可供选择。方向控制阀无疑是最常用的阀,它们控制压缩空气(或者其他合适的流体)的方向,例如决定一个气缸的行程是向前还是后退。
阀是由其主要连接的数量和可能的切换位置来识别的。举例来说一个“3/2”阀对应于三个端口和两个切换位置。除端口和切换位置的功能各异外,方向控制阀的机械设计和功能性设计也有不同。DCV的设计类型包括:塞头(球形塞头、扁平塞头)、阀轴、扁平滑块和旋转滑块。即使在同一类型中,仍有可能应用不同的设计方法和材料。例如,一个线轴阀(Spool Valve)可能有沿其阀轴的密封环或者代替密封位于阀本体中。设计特性影响阀的服务寿命、流率、执行器件、驱动力、尺寸大小以及价格。
当方向阀用于执行全部切换操作时,比例阀(Proportional Valve, PV) 则调节压力和流率。比例阀最主要的基本特性是将输入信号转换为特定的输出信号。比例阀通常包括两个器件—一个导向控制和一个阀单元。导向控制由两个2/2通路导向阀或一个比例电磁线圈(solenoid)组成,还包括用于评估的电子线路。阀单元只包含集成的气动功能。
一个直流电压或电流(例如0~10V电压或0~20mA电流)作用于控制块连接件。电压或电流然后对应于一个特定的被控压力。在工作端口的实际压力由集成的压力传感器测量,然后发送到评估电子线路,后者对实际压力和期望的压力进行比较。电子线路单元随即根据压力偏差依次切换导向阀和主阀的操作位置,一直到获得期望的压力。对“标准”的方向控制阀而言,只能有单一的切换位置,但比例方向控制阀还允许有中间位置。这就是说,例如除“打开”或“关闭”等终点位置外,中间位置如“稍微打开”是可能的。
用于切换工作位置的执行器件是一个比例电磁线圈,当电磁线圈被电子线路激励时,线圈电压会随之改变,控制活塞的位置将按照此变化的电磁场强度而变化。作为其结果,借助于控制活塞的作用,每个空气通路同时会有不同程度的打开或关闭。这不仅启动气缸移动方向的开环或闭环控制,还对气缸的移动速度进行控制。因此,可以认为这种阀起到节流的功能,在切换频率约为100Hz时,这种类型的阀可以达到相当高的动态性能。
比例阀有范围广阔的应用领域,例如,在材料开卷时,应用比例阀能以气动方式保持开卷过程中的恒定张力。比例方向控制阀在气缸定位方面有进一步的应用,在这种情况,气缸配置一个位移编码器,该编码器提供活塞实际位置的反馈信号。为了获得一个特定的位置,比例方向控制阀控制进入或离开气缸的容积流量。
12 维护保养
在机械操作中,气动阀门起着至关重要的作用,对它的使用不仅要技术过硬,同时质量关也要有保证,这就要求对气动阀门进行必要的维护与保养,而且阀门维护保需要以科学的态度对待,才能使阀门维护工作达到应有的效果和应用的目的。
气动阀门日常维护保养注意事项:
1、阀门应存干燥通风的室内,通路两端须堵塞。
2、长期存放的阀门应定期检查,清除污物,并在加工面上涂防锈油。
3、安装后,应定期进行检查,主要检查项目:(1)密封面磨损情况。(2)阀杆和阀杆螺母的梯形螺纹磨损情况。(3)填料是否过时失效,如有损坏应及时更换。(4)阀门检修装配后,应进行密封性能试验。
气动阀门使用维护注意事项:
1、使用维护的目的,在于延长阀门寿命和保证启闭可靠。
2、阀杆螺纹,经常与阀杆螺母摩擦,要涂一点黄干油、二硫化钼或石墨粉,起润滑作用。
3、不经常启闭的阀门,也要定期转动手轮,对阀杆螺纹添加润滑剂,以防咬住。
4、室外阀门,要对阀杆加保护套,以防雨、雪、尘土锈污。
5、如阀门系机械待动,要按时对变速箱添加润滑油。
6、要经常保持阀门的清洁。
7、要经常检查并保持阀门另部件完整性。如手轮的固定螺母脱落,要配齐、不能凑合使用,否则会磨园阀杆上部的四方,逐渐失去配合可靠性,乃至不能开动。
8、不要依靠阀门支持其它重物,不要在阀门上站立。
9、阀杆,特别是螺纹部分,要经常擦拭,对已经被尘土弄脏的润滑剂要换成新的,因为尘土中含有硬杂物,容易磨损螺纹和阀杆表面,影响使用寿命气动单座调节阀
13 性能参数
D671-(16、25)C、P、R、V系列对夹式蝶阀
公称
通径 DN | 外 形 尺 寸
| 连 接 尺 寸
| |||||||
L
| H
| D673H
| PN1.6MPa
| PN2.5MPa
| |||||
H2
| A2
| B2
| D1
| Z-d
| D1
| Z-d
| |||
50
| 43
| 112
| 625
| 245
| 72
| 125
| 4-18
| 125
| 4-18
|
65
| 46
| 115
| 625
| 245
| 72
| 145
| 4-18
| 145
| 8-18
|
80
| 64
| 120
| 645
| 245
| 72
| 160
| 8-18
| 160
| 8-18
|
100
| 64
| 138
| 675
| 355
| 92
| 180
| 8-18
| 190
| 8-22
|
125
| 70
| 164
| 715
| 355
| 92
| 210
| 8-18
| 220
| 8-26
|
150
| 76
| 175
| 800
| 355
| 92
| 240
| 8-22
| 250
| 8-26
|
200
| 89
| 208
| 850
| 250
| 170
| 295
| 12-22
| 310
| 12-26
|
250
| 114
| 243
| 925
| 250
| 170
| 335
| 12-26
| 370
| 12-30
|
300
| 114
| 283
| 1035
| 450
| 220
| 410
| 12-26
| 430
| 16-30
|
350
| 127
| 310
| 1070
| 450
| 220
| 470
| 16-26
| 490
| 16-33
|
400
| 140
| 340
| 1190
| 450
| 220
| 525
| 16-30
| 550
| 16-36
|
450
| 152
| 380
| 1250
| 650
| 280
| 585
| 20-30
| 600
| 20-36
|
500
| 152
| 410
| 1295
| 650
| 280
| 650
| 20-33
| 660
| 20-36
|
600
| 178
| 470
| 1455
| 850
| 380
| 770
| 20-36
| 770
| 20-39
|
700
| 229
| 550
| 1585
| 850
| 380
| 840
| 24-36
| 875
| 24-42
|
800
| 241
| 640
| 1700
| 1250
| 380
| 950
| 24-39
| 990
| 24-48
|
900
| 241
| 710
| 1865
| 1250
| 380
| 1050
| 28-39
| 1090
| 28-48
|
1000
| 300
| 770
| 2015
| 1250
| 380
| 1170
| 28-42
| 1210
| 28-56
|
1200
| 360
| 890
| 1250
| 380
| 1390
| 32-48
| 1420
| 32-56
|