解析FESTO電磁閥的結構與作用

解析FESTO電磁閥的結構與作用

FESTO電磁閥但是其使用范圍卻越來越廣泛。因為不需要氣源，安裝使用比較方便，只要接通電源和控制信號就可以工作了，以下與作用。

FESTO電磁閥的典型外形，它由兩個可拆分的執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)機構）部分組成。上部是執(zhí)行機構，接受調(diào)節(jié)器輸出的0～10mADC或4～20mADC信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應的直線位移，推動下部的調(diào)節(jié)閥動作，直接調(diào)節(jié)流體的流量。各類電動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構基本相同，但調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)機構）的結構因使用條件的不同類型很多，是直通單閥座和直通雙閥座兩種。

FESTO電磁閥體配以不同的電動執(zhí)行器組成的工業(yè)現(xiàn)場執(zhí)行儀表，它接受調(diào)節(jié)器輸出的4-20mA或者脈沖信號,來進行閉環(huán)控制，實現(xiàn)對流量、壓力、溫度、液位等參數(shù)的自動控制，并且可以選擇智能型電動執(zhí)行器，與DCS、PLC等實現(xiàn)數(shù)字傳輸,組成更加智能的控制系統(tǒng)

FESTO電磁閥管道或基座劇烈振動，易引起整個調(diào)節(jié)閥振動；此外還與頻率有關，即當外部的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時受迫振動的能量達到大值、產(chǎn)生共振。這兩種因素有時相互影響，會使振動愈振愈烈，使管道跳動，附件或元件松動，并發(fā)出噠噠的響聲，嚴重的還會造成閥桿斷裂，閥座脫落，致使系統(tǒng)無法工作。基于這種情況，應對引起振動的各管道和基座進行加固，這也有助于消除外來頻率的干擾。

2，閥芯振動有時被測介質(zhì)的流速急劇增加，使調(diào)節(jié)閥前后差壓急劇變化，當過閥的剛度時，閥的穩(wěn)定性就變差，這也會引起整個調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生嚴重振蕩。但這種振蕩不一定就是閥的開度小造成的。這種振動一般伴有刺耳的尖叫聲。調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性差，一旦有內(nèi)部或外部不平衡力的干擾且過了調(diào)節(jié)閥的剛度時，且調(diào)節(jié)閥自己又不具備消除這種干擾的能力，便產(chǎn)生了振蕩。此時需要增大調(diào)節(jié)閥的剛度，如將20~100KPa的彈簧，或增加其工作的穩(wěn)定性，是有一定處的。

FESTO電磁閥安裝位置應遠離振動源，如不可避免，應采取預防措施。 這種整個調(diào)節(jié)閥振動，在還未達到共振的情況下，調(diào)節(jié)閥基本上還是能隨外給定信號而進行調(diào)節(jié)的。因為外給定信號對閥芯的相對位移，并不因整個調(diào)節(jié)閥的振動而改變或改變很小，其原因在于它們是一個整體。 調(diào)節(jié)閥兩端的截止閥猛開或猛關，會使急劇流動的波測介質(zhì)產(chǎn)生的反射沖波，反射波沖擊調(diào)節(jié)閥芯。當這個力大于膜片對閥芯向下的壓力時，會使閥芯上移，產(chǎn)生振動，尤其是在小信號情況下，由于預緊力較小，更易使閥芯產(chǎn)生顫動。 調(diào)節(jié)閥開度太小，使調(diào)節(jié)閥前后差壓太大，至使在節(jié)流口處流速增大，壓力迅速減小。若此時壓力下降到液體在該溫度下的飽和蒸氣壓時，可使液體產(chǎn)生氣化，形成閃蒸，生成氣泡、氣泡破裂時形成的壓力和沖擊波，產(chǎn)生氣錘，這個壓力一般可達幾十兆帕。氣錘沖擊閥芯，使閥芯形成蜂窩壯麻面并使閥芯振動。 一般閥芯振動原因大致如下：調(diào)節(jié)器輸出信號不穩(wěn)定。快速的忽高忽低的變化，此時如閥門定位器靈敏度太高，則調(diào)節(jié)器輸出微小的變化或飄移，就會立即轉(zhuǎn)換成定位器輸出信號很大。致使閥振蕩。

調(diào)節(jié)閥的磨擦力太小，如調(diào)節(jié)閥的填料裝得太少，或壓蓋沒擰緊，外界輸入信號有微小的變化或飄移，會立即傳遞給閥芯，使閥芯振動，并發(fā)出咯咯的響聲。相反，如調(diào)節(jié)閥的磨擦力太大，如填料裝得太多，壓蓋又擰得太緊，或填料函老化，干涸，則在小信號時動作不了，信號大時一經(jīng)動作又產(chǎn)生又產(chǎn)生過頭的現(xiàn)象，會使調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生遲滯性振蕩，振動曲線近似呈方形波。遇到這種情況，應當減小調(diào)節(jié)閥相應部分的阻尼來解決，如更換填料等。氣源波動使定位器輸出波動，或定位器活動部分銹蝕，不靈活，使輸入和輸出信號不對應，產(chǎn)生跳躍式振蕩。此時應開啟氣源減壓閥的清洗定位器，并向活動部分涂上潤滑油，以消除磨擦力。 由于調(diào)節(jié)閥本身的不平衡力作用的結果，使調(diào)節(jié)閥芯經(jīng)常產(chǎn)生振蕩。零點彈簧頂緊力太小，抵抗外界干擾的能力就小，在外界信號小的情況下，易使閥芯產(chǎn)生振動。 綜上所述，根據(jù)實踐經(jīng)驗筆者診斷，在一般情況下，閥芯的振蕩對被測介質(zhì)的影響總是大于整個調(diào)節(jié)閥振動對被測介質(zhì)影響的，并且閥芯振蕩原因及預防措施總要比整個調(diào)節(jié)閥振蕩原因及預防措施復雜。實踐中又可以看出，這兩種振動的原因也不可能分得那么清，有時也是混雜交織在一起的

FESTO電磁閥的振動與噪聲根據(jù)其誘發(fā)因素不同，大致可分為機械振動、氣蝕振動和流體動力學振動等原因。

1 機械振動

FESTO電磁閥根據(jù)其表現(xiàn)形式可以分為兩種狀態(tài)。一種狀態(tài)是調(diào)節(jié)閥的整體振動，即整個調(diào)節(jié)閥在管道或基座上頻繁顫動，其原因是由于管道或基座劇烈振動，引起整個調(diào)節(jié)閥振動。此外還與頻率有關，即當外部的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時受迫振動的能量達到大值、產(chǎn)生共振。另一種狀態(tài)是調(diào)節(jié)閥閥瓣的振動，其原因主要是由于介質(zhì)流速的急劇增加，使調(diào)節(jié)閥前后差壓急劇變化，引起整個調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生嚴重振蕩。

2 FESTO電磁閥氣蝕振動大多發(fā)生在液態(tài)介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥內(nèi)。氣蝕產(chǎn)生的根本原因在于調(diào)節(jié)閥內(nèi)流體縮流加速和靜壓下降引起液體汽化。調(diào)節(jié)閥開度越小，其前后的壓差越大，流體加速并產(chǎn)生氣蝕的可能性就越大，與之對應的阻塞流壓降也就越小。

3 流體動力學振動

FESTO電磁閥介質(zhì)在閥內(nèi)的節(jié)流過程也是其受摩擦、受阻力和擾動的過程。湍流體通過不良繞流體的調(diào)節(jié)閥時形成旋渦，旋渦會隨著流體的繼續(xù)流動的尾流而脫落。這種旋渦脫落頻率的形成及影響因素十分復雜，并有很大的隨機性，定量計算十分困難，而客觀卻存在一個主導脫落頻率。當這一主導脫落頻率（亦包括高次諧波）在與調(diào)節(jié)閥及其附屬裝置的結構頻率接近或一致時，發(fā)生了共振，調(diào)節(jié)閥就產(chǎn)生了振動，并伴隨著噪聲。振動的強弱隨主導脫落頻率的強弱和高次諧波波動方向一致性的程度而定。