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ATOS防爆閥DHA-0631/2/ADC24V工作原理

更新時間:2021-12-23      點(diǎn)擊次數(shù):738

閥門

ATOS防爆閥DHA-0631/2/ADC24V工作原理

漸開啟,灌溉恢復(fù)。

  三、純機(jī)械自控閥門的控制原理及控制單元設(shè)計

 ?。ㄒ唬┘儥C(jī)械自控閥門的控制原理分析

  純機(jī)械自控閥門的控制原理如下:閥門自動控制元件中存在濕敏材料,濕敏材料與土壤直接接觸,當(dāng)土壤中水分含量增多的時候,濕敏材料產(chǎn)生吸水膨脹作用,從而給緩沖彈簧施加壓力,緩沖彈簧在壓力的作用下會移動并推動復(fù)位彈簧和閥芯進(jìn)行運(yùn)動,閥芯運(yùn)動的過程中其錐形面會逐漸封住進(jìn)水口,實(shí)現(xiàn)閥門的自動關(guān)閉,灌溉停止。當(dāng)濕敏材料吸水膨脹的時候,如果其膨脹量比閥芯封堵進(jìn)水口的移動量大,則很可能導(dǎo)致閥芯錐形頭受到較大壓力,甚至損壞閥芯,而緩沖彈簧則能夠起到良好的緩沖作用,避免閥芯錐形頭受到較大壓力,實(shí)現(xiàn)對閥芯錐形頭的保護(hù)[3]。

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  通過上文中的分析可知,緩沖彈簧主要起到對閥芯的緩沖保護(hù)作用,復(fù)位彈簧主要起到開啟閥門的作用,閥門自動化控制的核心為彈簧,下面對兩種彈簧的參數(shù)設(shè)定和設(shè)計方法進(jìn)行分析:

  1. 彈簧參數(shù)設(shè)定。兩種彈簧采用相同的參數(shù),主要包括彈簧的內(nèi)徑、外徑、中徑、節(jié)間距、螺旋升角以及彈簧絲的直徑。對于彈簧的旋轉(zhuǎn)方向來說,如果沒有特殊要求,一般選擇右側(cè)旋轉(zhuǎn)。彈簧在不受壓力的情況下,彈簧圈之間的間距應(yīng)當(dāng)為一定值,在受到壓力的時候,彈簧會發(fā)生收縮變形。在設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)考慮極限荷載的情況,應(yīng)當(dāng)保證彈簧圈之間在極限荷載作用下一定的間距。

  2.設(shè)計方法。在對彈簧進(jìn)行設(shè)計的過程中,要保證其能夠滿足閥門正常使用的尺寸要求和圈數(shù)要求,同時要保證彈簧的穩(wěn)定性和可靠性,這就涉及到彈簧剛度、穩(wěn)定性以及強(qiáng)度的計算和確定。

 ?。?)彈簧剛度計算。彈簧剛度需要滿足閥門正常工作對彈簧變形量的要求,從而計算出彈簧的具體參數(shù),在彈簧絲直徑、彈簧材質(zhì)相同的時候,增加彈簧的圈數(shù),彈簧的剛度會變小,減少彈簧的圈數(shù),彈簧的剛度會變大。

  (2)彈簧強(qiáng)度計算。在本純機(jī)械自控閥門設(shè)計中,所采用彈簧絲的升角在 5 度到9 度之間,將升角設(shè)為 a,則可以求出,a 的正弦值約等于 0,a 的余弦值約等于 1,以此可以求出彈簧截面應(yīng)力的近似值:(12)42cdF+π。

  在上式中,F(xiàn) 代表剪力,c 代表彈簧中徑與彈簧絲直徑的比值,即彈簧指數(shù),d 代表彈簧絲的直徑,c 值過大,則可能會對彈簧的穩(wěn)定性帶來不良影響,c 值過小,則可能導(dǎo)致在卷繞的過程中彈簧絲出現(xiàn)彎曲,因此 c 值不宜過大也不宜過小,在本設(shè)計中 c 的取值范圍為4-16。

 ?。?)彈簧穩(wěn)定性計算。彈簧側(cè)向彎曲是彈簧不穩(wěn)定的具體體現(xiàn),彈簧本身的圈數(shù)較多,同時受到的壓力較大的時候,會影響其穩(wěn)定性,出現(xiàn)側(cè)向彎曲,即如果彈簧的高徑比超過上限,則會出現(xiàn)側(cè)向彎曲。為了保證純機(jī)械自控閥門中彈簧的穩(wěn)定性,在彈簧兩端的不同狀態(tài)需要取不同的長細(xì)比值,如果彈簧兩端都處于固定狀態(tài),則彈簧長細(xì)比的取值應(yīng)當(dāng)小于5.3,如果彈簧一端處于固定狀態(tài),另一端處于自由狀態(tài),則彈簧的長細(xì)比應(yīng)當(dāng)小于 3.7,如果彈簧兩端都處于自由狀態(tài),則彈簧的長細(xì)比應(yīng)當(dāng)小于 2.6。

  四、結(jié)語

綜上所述,本文以前人研究理論為基礎(chǔ),設(shè)計了一種用于灌溉的純機(jī)械自控閥門,并探討了其具體的自動控制原理和設(shè)計方案,旨在為相關(guān)純機(jī)械自控閥門的設(shè)計和開發(fā)提供參考。本文的研究也存在著一定的不足之處,在未來的研究中,應(yīng)當(dāng)著重對閥門壽命方面進(jìn)行研究,以此來進(jìn)一步推進(jìn)純機(jī)械自控閥門的應(yīng)用和發(fā)展。

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