調(diào)節(jié)閥根據(jù)作用方式的選擇

（1） 調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥按作用方式不同，分為氣開閥與氣閉閥兩種。氣開閥隨著信號(hào)壓力的增加而打開，無信號(hào)時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。氣閉閥即隨著信號(hào)壓力的增力口，閥逐漸關(guān)閉，無信號(hào)時(shí)，閥處于全開狀態(tài)。

氣開、氣閉閥的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮。 當(dāng)系統(tǒng)因故障等原因使信號(hào)壓力中斷時(shí)（即閥處于無信號(hào)壓力的情況下時(shí)），考慮閥應(yīng)處于全開還是關(guān)閉狀態(tài)才能避免損壞設(shè)備和保護(hù)工作人員。若閥處全開位置危害性小，則應(yīng)選氣閉閥；反之，應(yīng)選氣開閥。

（2） 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用方式的決定

選定了調(diào)節(jié)閥作用方式之后，即可決定氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式，即決定正作用或反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的問題。

傳統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體部件的配用情況見表15- 16。依據(jù)所選的氣幵閥或氣閉閥，從該表中即可決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式及型號(hào)。

值得強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)氣開閥采用倒裝閥芯去配正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在看來是極不可取的。不去考慮閥的本身（閥芯仍然正裝），而從改配反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決，這樣既簡(jiǎn)單、又方便（理由是改動(dòng)閥比改反作執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)雜得多）。

（1） “標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍”錯(cuò)誤說法應(yīng)糾正

彈簧是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的主要零件。彈簧范圍是指一臺(tái)閥在靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)的膜室壓力到走*行程時(shí)的膜壓力，用九表示。如Pr為20?lOOkPa，表示這臺(tái)閥靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)膜室壓力是20kPa，關(guān)閉時(shí)的膜室壓力是lOOkPa。常用的彈簧范圍有20?lOOkPa、20? 60kPa、60?lOOkPa、60?180kPa、40?200kPa。由 于氣動(dòng)儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是20?lOOkPa，因此傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥理論把與氣動(dòng)儀表標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一致的彈簧范圍 （20?lOOkPa）定義成標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍。調(diào)節(jié)閥廠家按 20?lOOkPa作為標(biāo)準(zhǔn)來出廠，這是錯(cuò)誤的。

為了保證調(diào)節(jié)閥正常關(guān)閉和啟動(dòng)，就必須用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力克服壓差對(duì)閥芯產(chǎn)生的不平衡力。對(duì)氣閉閥膜室信號(hào)壓力首先保證閥的關(guān)閉到位，然后再繼續(xù)增加的這部分力，才把閥芯壓緊在閥座上，克服壓差把閥芯頂開。不帶定位器調(diào)節(jié)閥的zui大信號(hào)壓力是 lOOkPa,它所對(duì)應(yīng)的20?lOOkPa的彈簧范圍只能保證閥芯走到位，再也沒有一個(gè)克服壓差的力量，閥工作時(shí)必然關(guān)不嚴(yán)，造成內(nèi)漏。為此，就必須調(diào)整或改變彈簧范圍，但是，把它說成“標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍”就出問題了，因?yàn)槭菢?biāo)準(zhǔn)就不能改動(dòng)。如果堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，按 “標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍”來調(diào)整，那么，它又怎么能投用呢？ 在現(xiàn)實(shí)中，卻有許多使用廠家和安裝公司，都堅(jiān)持按 “標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍” 20?lOOkPa來調(diào)整和驗(yàn)收調(diào)節(jié)閥， 又確實(shí)發(fā)生閥關(guān)不嚴(yán)的問題。錯(cuò)誤的根源就在此。

正確的提法應(yīng)該是“設(shè)計(jì)彈簧范圍”，是設(shè)計(jì)生產(chǎn)彈簧的零件參數(shù)。工作時(shí)根據(jù)氣開、氣閉還要做出相應(yīng)的調(diào)整，稱為工作彈簧范圍。仍以上述為例，設(shè)計(jì)彈范圍20?100kPa，對(duì)氣閉閥可以將工作彈簧范圍調(diào)到10?90kPa，這樣就有10kPa，作用在膜室的有效面積Ae上；又如氣開閥，有氣打開，無氣時(shí)閥關(guān)閉，此時(shí)克服壓差靠的是彈簧的預(yù)緊力。為了克服更大的壓差，需調(diào)緊預(yù)緊力，還需帶定位器，若定位器氣源為140kPa，可以將設(shè)計(jì)彈簧范圍20?lOOkPa 調(diào)緊到50?130kPa，此時(shí)輸出力為50kPaXAe。如果把20?lOOkPa作為標(biāo)準(zhǔn)彈簧固定的話，就只有20kPaXAe,帶定位器也失去作用。由iii可見，氣開閥帶定位器也必須調(diào)高彈簧范圍的起點(diǎn)壓力才能提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力。

對(duì)不帶定位器的場(chǎng)合，氣閉閥還可以設(shè)計(jì)20? 80kPa,這樣不帶定位器仍有20kPaXAe的輸出力。 所以彈簧范圍應(yīng)根據(jù)氣開與氣閉、帶定位器與否、壓差產(chǎn)生的不平衡力作用的方向，三者結(jié)合起來才能設(shè)計(jì)出相適應(yīng)的彈簧。國外設(shè)計(jì)的彈簧之所以很多，多達(dá)十幾種，就是此道理。由此可見，標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍的提法是錯(cuò)誤的，它讓人們?cè)?ldquo;標(biāo)準(zhǔn)” 二字上而不能改 動(dòng)，誤導(dǎo)人們死套20?lOOkPa來調(diào)校，結(jié)果造成無輸出力或輸出力不夠。正確的做法應(yīng)是：將“標(biāo)準(zhǔn)彈簧范圍”提法取消，改為“設(shè)計(jì)彈簧范圍”。其中20?lOOkPa的彈簧范圍稱為常用彈簧范圍。

（2）彈簧范圍的選擇

彈簧范圍的選擇主要從閥的穩(wěn)定性、輸出力兩方面考慮。

①從閥的穩(wěn)定性上選擇彈簧應(yīng)該是越硬越好， 如選用40?200kPa、60?180kPa的彈簧，它不僅克服輕微振蕩、克服摩擦力，而且能使閥芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)自如。

②從輸出力上選擇由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力是執(zhí)行機(jī)構(gòu)總的合力減去彈簧的張力、摩擦力，彈簧越軟其輸出力就越大。所以，從輸出力上考慮應(yīng)該選擇軟彈簧（即小的彈簧范圍）。

③從綜合性能上選定彈簧范圍若從穩(wěn)定性上選擇，要選用彈簧范圍大的硬彈簧；若從輸出力來看，又應(yīng)該選用彈簧范圍小的軟彈簧。兩者互為矛盾，因此應(yīng)予以綜合考慮。在滿足輸出力的情況下， 盡量選用范圍大的硬彈簧。筆者建議，對(duì)薄膜閥充分利用定位器250kPa的氣源，選用60?180kPa的彈簧，它對(duì)氣開閥有60kPa的輸出力，對(duì)氣閉閥有250kPa—180kPa=70kPa的輸出力，其彈簧范圍pr為180kPa — 60kPa = 120kPa。再看傳統(tǒng)的20? lOOkPa的彈簧配UOkPa的氣源時(shí)的輸出力：氣開閥為 20kPa，氣閉閥為 140kPa—100kPa=40kPa,其彈 簧范圍pr=lOOkPa— 20kPa= 80kPao由此不難看出， 無論從輸出力、剛度上講，建議選擇60?180kPa的彈簧范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)*于常規(guī)彈簧范圍。

④特殊情況彈簧范圍的選擇若遇大口徑、大壓差、含顆粒等場(chǎng)合時(shí)，其彈簧范圍的選定通過詳細(xì)計(jì)算來確定。