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反比例閥在壓縮機(jī)上的應(yīng)用

  【壓縮機(jī)網(wǎng)1、引言

  空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng),一直以來都是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工作者高度關(guān)注的課題。筆者對于空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行中壓力失控而產(chǎn)生的事故記憶猶新,也刻骨銘心。因此,在空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)的改進(jìn)和變革中,一直以來都高度關(guān)注,對各種監(jiān)視和控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行潛心研究。并細(xì)心琢磨各類系統(tǒng)的優(yōu)勢和缺陷,有針對性的進(jìn)行結(jié)果和效益對比,提出最佳方案,力爭空氣壓縮機(jī)的監(jiān)視和控制系統(tǒng)水平達(dá)到更優(yōu)的高度。

  本文的目的就是在以反比例為核心器件的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,將其對比優(yōu)勢和效益進(jìn)行理論分析。作為新型產(chǎn)品應(yīng)用的論理文章,向業(yè)界推廣。

  2、正文

  在空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)中,其改進(jìn)道路永無止境,正所謂沒有最好,只有更好。幾十年來,在空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中,壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)的核心器件,基本上都使用的是彈簧式壓力控制器。雖然壓力控制器的型式有許多種類,但這類壓力控制器的原理并沒有多大的改變。(如圖1所示)即:壓力控制器的輸入端從空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)能容器中引入壓縮氣體信號,這個(gè)信號作用在柱塞腔內(nèi)的柱塞上,而柱塞的另一端由可調(diào)整彈簧力的彈簧作用,柱塞在柱塞腔內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。其柱塞在柱塞腔內(nèi)的位置由壓縮氣體力和彈簧力的比較結(jié)果確定。壓力控制器上還有電氣系統(tǒng)的動(dòng)靜觸頭,靜觸頭固定在壓力控制器的本體上,而動(dòng)觸頭隨柱塞移動(dòng)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)的工作壓力達(dá)到了彈簧的預(yù)緊力之后,柱塞將壓縮彈簧。與柱塞一同運(yùn)行的動(dòng)觸頭,將與壓力控制器本體上的靜觸頭碰觸而接通電氣信號。電氣系統(tǒng)接收到此信號后將切斷壓縮機(jī)主電機(jī)的電源(小功率壓縮機(jī))或控制壓縮機(jī)的進(jìn)氣口關(guān)閉(大功率壓縮機(jī)),使空氣壓縮機(jī)進(jìn)入安全運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)壓力下降到某一限定值后,壓力控制器的柱塞彈簧將柱塞推動(dòng),電氣動(dòng)靜觸頭分離,電氣系統(tǒng)又恢復(fù)原來的狀況,空氣壓縮機(jī)重新進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),以此完成一個(gè)工作循環(huán),達(dá)到對壓力的有效控制。

  從以上敘述中,我們看到以壓力控制器為核心器件的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng),對壓縮機(jī)的壓力控制是有效的。因此,這個(gè)系統(tǒng)在壓縮機(jī)的運(yùn)行上服務(wù)了幾十年。

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  但問題是:空氣壓縮機(jī)在正常的運(yùn)行中,負(fù)荷和卸荷是循環(huán)往復(fù)交替進(jìn)行的。在大多數(shù)工作條件下,其工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換次數(shù)是非常頻繁的。由于壓力控制器柱塞和彈簧的慣性力都比較大,而工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換又極其頻繁。因此,壓力控制器的使用壽命都比較短,故障率在空氣壓縮機(jī)的所有零部件中,也是居高不下。彈簧式壓力控制器的器件雖小,但作用卻不可忽視,特別是在空氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)行中失效,則可能產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。因此,改進(jìn)空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)一直是空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)工作者們孜孜不倦的研究課題。

  最近幾年,空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制應(yīng)用領(lǐng)域,反比例作為壓力監(jiān)視和控制的核心器件的應(yīng)用開始展露頭角,反比例閥的最大優(yōu)勢就是針對彈簧式壓力控制器的缺陷,給予正面覆蓋。

  如圖2所示,反比例閥僅一個(gè)信號輸入端和一個(gè)信號輸出端,它的顯著特性就是:輸入信號與輸出信號呈現(xiàn)反向比例,即輸入信號較弱時(shí),輸出信號較強(qiáng);而當(dāng)輸入信號逐漸增強(qiáng)時(shí),其輸出信號卻慢慢減弱,直至消失。反比例閥上有調(diào)整旋紐,可調(diào)整輸出信號消失時(shí)的壓力值。

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  如圖3剖視圖所示,反比例的這個(gè)特性,在空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)上的應(yīng)用非常適宜,主要優(yōu)異在于:

  反比例閥在空氣壓縮機(jī)的壓力控制全過程中,氣體壓力對閥芯的推動(dòng)始終受到對抗彈簧力的阻止。氣體壓力增加,閥芯受到的彈簧阻力也在增加,因此閥芯運(yùn)行非常平緩,沒有慣性力的作用。

  當(dāng)空氣壓縮機(jī)初始起動(dòng)時(shí),氣體壓力較低,輸入信號較弱,但由于此時(shí)反比例閥內(nèi)的輸出通道面積最大,因此有較強(qiáng)的信號輸出給空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣閥的控制氣缸,可在較短時(shí)間內(nèi)打開進(jìn)氣閥,促使空氣壓縮機(jī)迅速進(jìn)入全負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

  當(dāng)空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)壓力逐漸升高時(shí),反比例閥內(nèi)的閥芯在氣體壓力的作用下,逐漸移動(dòng)并縮小通往輸出的出口,直至閥芯關(guān)閉輸出通道,使進(jìn)氣閥的控制氣缸失去推動(dòng)力而關(guān)閉空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)進(jìn)入卸荷狀態(tài)。

  由于反比例閥上有調(diào)整旋紐,控制壓力范圍有一定的調(diào)整空間,實(shí)現(xiàn)無級氣量調(diào)節(jié)功能,使用起來非常便利。

  3、結(jié)論

  機(jī)器設(shè)計(jì)制造的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是保證機(jī)器設(shè)備的安全運(yùn)行,對于動(dòng)力類機(jī)器設(shè)備運(yùn)行過程中監(jiān)視和控制環(huán)節(jié)更加重要,因?yàn)檫@類機(jī)器設(shè)備是為其它工程施工提供動(dòng)力能量的。因此,這類機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)安全保障事故,其破壞能力巨大,空氣壓縮機(jī)就屬于動(dòng)力機(jī)器設(shè)備。

  本文涉及的問題,是對動(dòng)力類機(jī)器設(shè)備的氣體壓力進(jìn)行監(jiān)視和控制時(shí),對安全保障系統(tǒng)進(jìn)行性能有效升級、優(yōu)化的技術(shù)性課題。本文對反比列閥進(jìn)行的概括性論述,以及將其在壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)上的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行評價(jià),從而獲得的實(shí)際應(yīng)用效果顯著,具有推廣的價(jià)值。

  當(dāng)然,技術(shù)改進(jìn)不會(huì)止步,更優(yōu)的選擇正在孕育之中。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 郁永章.容積式壓縮機(jī)技術(shù)手冊.[M] 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2000.10。

  [2] 龔飛鷹、劉傳君等.控制閥實(shí)用手冊.[M] 北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2015.10。

  [3] 陳守紅.自動(dòng)控制技術(shù)及儀表.[M] 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1997.5。

  作者簡介

  南遙(1985-),本科,工程師,西安交通大學(xué)壓縮機(jī)專業(yè)進(jìn)修。研究方向?yàn)?a href="http://tongxingqinziyou.com" target="_blank" class="keylink">螺桿壓縮機(jī)工程技術(shù),現(xiàn)任職于上海佳力士機(jī)械有限公司。20220329876361.jpg

來源:本站原創(chuàng)

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