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气动阀的选择

Frank Langro,Festo公司产品管理部经理,阀终端和电子产品经理2004.10.01阅读 1965

  阀处于气动控制系统的核心地位CONTROL ENGINEERING China版权所有,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。
  方向控制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(so
lenoid)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CONTROL ENGINEERING China版权所有,一直到获得期望的压力。
图是一个典型的比例压力…如图1
图是一个典型的比例压力控制阀(左图)和电磁线圈控制的方向控制阀(DCV)。

  比例方向控制阀有更多的功能
  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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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控制工程网版权所有,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。










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