高频阀调研Word文档下载推荐.docx
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结构
控制精度
响应速度
与电子电路配合
抗污染能力
价格
高速开关阀
简单
较好
快
很好
极强
低
比例阀
较简单
慢
较强
较贵
伺服阀
复杂
好
较快
弱
由表可知,高速开关阀对介质清洁度无特殊要求,制造成本低廉,压力损失小,稳态和动态控制性能满足一部分工作控制的要求。
特性
激励电流越大,电磁吸力越大,则响应速度越快,控制精度越高。
减小气隙,有利于阀更快工作,但应与流量大小综合考虑。
选用强度高,密度低的材料和对动铁采用钻孔,减小外径等方法减小动铁质量,可提高工作性能。
高饱和磁通密度和高磁导率的材料有利于提高动作时间。
一些使用场合
色选机和卷烟机上,使用电磁阀控制喷嘴,将残次品吹出。
由于结构紧凑,底座安装阀的安装密度很大。
在振动控制系统中,通过空气喷流进行分类操作时,或进行粘结、定量给料和包装时,快速阀是必不可少的。
快速阀也适用于真空应用场合、电子行业、轻型装配行业、医药工程行业、纺织机械气动控制、食品机械、农业机械、焊接切割等产品配套及相关行业的自动化控制系统。
一些高速开关阀举例
nachi(不二越)高速开关阀
该阀采用螺管电磁铁,并对动铁式电-机转换器的盆型极靴进行优化。
当隔磁环位置低于磁极端面时,电磁力降低,电感减小,加快响应速度。
该阀阀芯为锥形,通过径向开孔来对液动力进行补偿减小运动阻力。
该高速开关阀控制电压为24V,最大电流为0.6A,工作行程为0.3mm,在压力为7MPa时,流量为8L/min,开启和关闭时间均在20ms以内,可耐最高压力21MPa。
HSV高速开关阀(美国BKB公司)
螺纹插装式高速强力电磁阀,采用液压复位,开启时间为3.5ms,关闭时间为2.5ms,广泛应用于液压系统的流量和压力控制中,但通流能力较差,空载流量小于10L/min.若用于先导级控制主阀,可实现大流量控制。
锥阀式高速开关阀(美国卡特彼勒)
锥阀式高速开关阀,是一种采用脉宽调制的方式对该阀进行控制的高速大流量电磁阀,用于中压共轨燃油喷射系统,阀开启与关闭时间均为1ms左右,但由于加工难度大,所以制作成本高。
双自由内锥阀芯高速开关阀
一种采用双自由度锥阀芯结构,左右两内锥阀与阀套可相对滑动,用于中压共轨液力增压式燃油喷射系统。
由于2个内锥阀相互独立,无同轴度要求,加工工艺接近二位二通锥阀,加工成本大大降低。
外阀套为空心结构,质量较轻,可与衔铁做成一体结构在阀内滑动,当工作时,仅有阀套一个运动件,从而大大减小了运动件的质量,加快了响应速度。
该阀的电-机转换器采用多级式电磁铁,电磁力大,响应快,使得该二位三通阀具有调整动态响应特性以及较大的流量。
该阀额定电压为110V,空载流量为78L/min(20MPa),开启时间为0.78ms,关闭时间约为1.1ms。
MAC高频阀
短行程------高的电磁力与弹簧回力,阀门不阻塞
工作原理:
当线圈通电时,电磁阀在磁力作用下运动,带动推杆向下压阀芯.
可移动的磁极块在磁力作用下向上运动和磁极枢吸合,补偿线圈形成和阀芯行程的差,因此,磁极枢与磁极块和阀的位置无关.
优点:
线圈短行程产生高通电出力
强力弹簧与高出力线圈,产生大的通电出力和回位出力
内置磨损补偿,阀芯行程小于线圈行程
线圈磁路闭合和阀的位置无关,交流使用时线圈不会烧毁
平衡式三通阀
平衡式阀芯=一致的高出力排气污染不经过线圈=干净的线圈
平衡式的设计要点:
密封面积相等
端部密封平衡阀芯密封
气压产生的力两边相等
气压改变不影响出力
优点
阀的出力时恒定的,不受气压影响
强力的线圈和弹簧力保证高速和重复精度
排气污染不经过线圈
手动开关是标准配置
包括先导阀在内,在整个压力范围内提供恒定的大流量
全流量排气
多功能接口,一个阀六个功能
小型直动阀
设计原理:
4个平衡式轴封在一个阀杆上
尾端的轴封首先接触到锥形的座上,提供缓冲给进气轴封,减少磨损
进气压力不作用在排气密封上,减少摩擦力
可提供内置埋入式流量控制器
短行程、平衡式轴封可以使直动式线圈提供大的出力,极小的摩擦力,快的反应速度和大流量,小体积
三通先导阀
阀芯与阀杆
阀芯加上活塞=擦除动作=阀门不阻塞在最小的摩擦力和空气品质不好的环境下,产生最大的动作能力优点:
即使在低工作压力下,大直径的迷你活塞(3c㎡)提供大的出力
空气加弹簧回位保证最大的回位出力
高精度的黏贴式密封控制压缩量-在最小的摩擦力下擦除污染颗粒
硬化处理的密封可擦除附属的污染物,减少摩擦和增加寿命
橡胶中内置的润滑材料降低摩擦力,增加无润滑寿命
两个密封各控制一个通孔,提供短行程,低损耗,最小的摩擦力,最小的磨损和长寿命
轻的铝制阀芯允许快速的反应
一个阀芯,结构简单,维护容易
先导控制:
设计优点:
MAC100系列高速切换阀
MAC35系列高速切换阀
Festo快速电磁阀
快速切换阀及对应切换频率简表如下:
带快速切换电子元件
不带快速切换电子元件
响应时间开/关(ms)
切换频率(Hz)
MH2
2±
10%(从1Hz起)
150Hz
7±
MH3
3/2.3
280Hz
8/4.5
MHJ
型号
LF
MF
HF
HF/LP
切换频率Hz
500
1000
根据实际情况,选择切换频率较低的MH2为研究方向。
MH2阀的特点:
直动式二位三通阀
标准额定流量:
100l/min
不含铜和聚四氟乙烯
安装快速
选用带保护套(IP40/65)的预装配电缆或带M8接头的电缆来连接阀岛的多针分配器或输出模块,缩短安装时间。
PRS气路板上可安装多达10个经过测试的预装配阀。
切换时间短
24VDC时,无需“外部过激励”,切换时间小于2ms。
即使是连续使用或三班操作,切换时间误差小于0.2ms。
非常适用于如对医药产品进行粘结或定量给料等应用场合。
品种多样,非常灵活
具有多种派生性。
比如:
需切换时间为7ms,工作环境狭小,则采用便捷连接技术(IP40)的派生型。
还可选择水平安装或从顶部安装,选用快插式或带SUB-D插头的气路板派生型,
并可自由选择工作电压:
5,12或24VDC。
安装方式
只有在电压为24VDC、带插片或成型电缆时,响应时间为2ms。
堵住进气口或排气口时可用作两位两通阀。
高速开关阀测试试验平台举例
考虑高电压对高速开关阀的伤害,采用单电源24V供电,高低双电压驱动,以单片机为控制核心建立了高速开关阀测试平台,如下图所示
主要包括:
计算机、单片机、驱动控制器、液压系统、压力传感器、流量传感器、数据采集设备等。
被测高速开关阀、压力传感器安装在专门设计的阀块上,控制腔通过软管接回油箱。
高速开关阀供油口、控制口分别接压力传感器,用于检测压力变化。
在回油管路上串联流量传感器,用于检测通过高速开关阀的流量。
工作时,由计算机通过串口传输控制参数给单片机,单片机根据得到的PWM参数产生相应的PWM波,经驱动控制器产生高低双电流,经达林顿管放大,控制高速开关阀动作。
工作过程中,利用霍尔电流传感器、压力传感器、流量传感器检测工作状态,同时送由数据采集仪在线采集、离线分析。
由于数据采集仪最大电压值不超过10V,另选择UTD2202数字存储示波器采集阀的控制脉冲和激励电压。