burkert電磁閥閥桿的外橫截面積相對閥芯橫截面積很小可忽略,且平衡波紋管與波紋管和彈簧的平衡位置相同,以閥桿為研究對象,可得:
burkert電磁閥由式(4)得:(5)由式(4)可見,在氣體膨脹型自力式溫度調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)中,分析溫度傳感器內(nèi)感溫介質(zhì)隨溫度變化所產(chǎn)生的膨脹壓力是至關(guān)重要的。
burkert電磁閥是一種無需外來能源,依靠被測介質(zhì)自身壓力或溫度或流量變化,按預(yù)先設(shè)定值,進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的控制裝置,是一種節(jié)能型儀表。它集控制、執(zhí)行諸多功能于一身。自成1個獨(dú)立的儀表控制系統(tǒng)。集變送器、控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能于一體。不同于一般含義上的控制閥。 自力式調(diào)節(jié)閥有自力式壓力(微壓)調(diào)節(jié)閥、自力式(壓差)流量調(diào)節(jié)閥、自力式溫度調(diào)節(jié)閥等幾類。自力式壓力調(diào)節(jié)閥是其家族成員之一,由于它無需外來能源,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn),特別適用于城市供熱、供曖及沒有供電、供氣又需控制的場合。據(jù)德國報(bào)道,城市供熱、供暖系統(tǒng)采用該產(chǎn)品,熱效率比以前提高30%~40% 。
burkert電磁閥是一種直接作用調(diào)節(jié)閥,它不需任何外加能源,把測量、調(diào)節(jié)、執(zhí)行統(tǒng)一為一體,利用吸收被調(diào)對象本身的能量帶動其動作,實(shí)現(xiàn)溫度的控制。它具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、動作可靠、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。適用于流量變化較小,儀表氣源或電源供應(yīng)困難和控制精度要求不是很高的控制場合[1]。文中主要以常見結(jié)構(gòu)為例,探討液體膨脹型自力式溫度調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵部件溫度傳感器的工藝設(shè)計(jì)問題。
1、burkert電磁閥結(jié)構(gòu)也各不相同,文中主要以帶外感溫傳感器結(jié)構(gòu)的波紋管壓力平衡型自力式溫度調(diào)節(jié)閥為例,探討基于氣體膨脹原理的自力式溫度調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵部件—溫度傳感器的設(shè)計(jì)問題。
推動閥桿動作的壓力信號由傳感器中的填充感溫氣體介質(zhì)的膨脹產(chǎn)生,并通過剛性毛細(xì)管將壓力信號傳遞至波紋管腔室。作用在閥芯上的上部流體的壓力和下部流體的壓力經(jīng)過波紋管平衡組件平衡后的合力以及波紋管內(nèi)氣體感溫介質(zhì)產(chǎn)生的力全部通過彈簧力來平衡,其結(jié)果是推動力fa 和預(yù)置彈簧的彈力ff 方向相反,但大小相同,二力在等流量狀態(tài)下平衡。當(dāng)溫度在測量點(diǎn)基礎(chǔ)上上升或下降時,自力式溫度調(diào)節(jié)閥的控制與執(zhí)行系統(tǒng)可減少或增大流量。
2、burkert電磁閥波紋管壓力平衡組件設(shè)計(jì)
burkert電磁閥閥桿為對象分析波紋管壓力平衡組件的受力。向上的力有閥后介質(zhì)作用在閥芯上的壓力以及閥前介質(zhì)通過引壓管作用在波紋管平衡組件上的壓力,向下的力有閥前介質(zhì)作用在閥芯上的壓力以及閥后介質(zhì)作用在波紋管平衡組件上的壓力。此外,還有波紋管平衡組件偏離平衡位置的彈性力。
根據(jù)以上的受力分析,設(shè)向上為正,并且閥前、閥后的壓力通過波紋管平衡組件*平衡,則有以下關(guān)系式:
p2(av- a桿)+p1(a 平- a桿)- p1av- p2(a平- a桿)- k1x=0 (1)
burkert電磁閥式中,av為閥芯橫截面積,a平為波紋管平衡組件的波紋管橫截面積,a桿為閥桿的外橫截面積,m2;p1為自力式溫度調(diào)節(jié)閥使用中閥前壓力,p2為自力式溫度調(diào)節(jié)閥使用中閥后壓力,pa;k1為平衡波紋管的剛性系數(shù),n/m;x為彈簧偏離平衡位置的位移矢量,m。
burkert電磁閥工作原理是根據(jù)被調(diào)流體溫度的變化,使感溫傳感器內(nèi)充工作介質(zhì)的壓力隨溫度變化,借助介質(zhì)壓力的變化改變調(diào)節(jié)閥的開度,從而調(diào)節(jié)流體流量,控制溫度。其結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低且管理方便,但精度較低、推動力較小,適用于流量波動幅度較小,儀表氣源或電源供應(yīng)困難和溫度控制精度要求不高的場合,如石油化工和能源動力等領(lǐng)域。