Hugsaðu um hlutfallsflæðisstýringarventil sem "snjalldeyfðarrofa" vökvakerfa. Rétt eins og dimmerrofi gerir þér kleift að stjórna hversu bjart ljós verður, þá gera þessar lokar þér kleift að stjórna nákvæmlega hversu hratt vökvaolía flæðir í gegnum kerfið þitt. [Fyrst skiljahvað hlutfallslokur eru.]
Af hverju þetta skiptir máli:
Hefðbundnir vökvalokar eru annað hvort alveg opnir eða alveg lokaðir - eins og venjulegur ljósrofi. Hlutfallslokar veita þér mjúka, nákvæma stjórn - eins og þessi dimmerrofi. Þessi slétta stjórn þýðir:
- Minni högg og titringur í vélinni þinni
- Nákvæmari hreyfing vökvahólka og mótora
- Betri orkunýting
- Mýkri aðgerð í heildina
Grunnhugtakið
Svona virkar það á einfaldan hátt:
Rafmagnsinntak
Þú sendir rafmerki (venjulega 4-20 mA eða 0-10V) til lokans
Hlutfallsleg svörun
Lokinn opnast hlutfallslega við það merki
Flæðisstýring
Meira merki = meira flæði, minna merki = minna flæði
Slétt aðgerð
Breytingar gerast smám saman, ekki skyndilega
Þetta hlutfallssamband er það sem gerir þessar lokar svo verðmætar í nútíma vökvakerfi.
Hvers vegna þeir skipta máli: Þróunin frá einfaldri yfir í snjallstýringu
Gamla leiðin: Bang-Bang Control
Í fortíðinni notuðu flest vökvakerfi einfaldar kveikja/slökkva lokar (kallaðir "bang-bang" stjórn). Þessir lokar voru með tvær stillingar:
- Alveg opið:Hámarksrennsli
- Alveg lokað:Ekkert flæði
Vandamál með bang-bang stjórn:
- Skyndileg þrýstingur hækkar þegar lokar opnuðust eða lokuðust hratt
- Titringur og vélrænt álag á búnað
- Erfiðleikar við að ná nákvæmum hraða eða stöðu
- Orkusóun frá stöðugu fullflæðisrekstri
Nýja leiðin: Hlutfallsleg eftirlit
Hlutfallslokar breyttu öllu með því að veita:
Slétt hröðun
Í stað þess að byrja og stöðva hnífjöfn hreyfist vélar mjúklega úr hvíld í fullan hraða.
Nákvæm hraðastýring
Þú getur stillt nákvæman hraða fyrir mismunandi hluta vélarlotu.
Orkunýting
Kerfið notar bara það flæði sem það þarf, þegar það þarf á því að halda.
Betri vörugæði
Mýkri hreyfing þýðir betri árangur í framleiðsluferlum.
Minnkað viðhald
Minni högg og titringur þýðir lengri endingu búnaðar.
Raunveruleg áhrif á heiminn
Íhugaðu sprautumótunarvél sem framleiðir plasthluta:
- Gamla kerfið:Sprautuhrúturinn hreyfðist á fullum hraða eða stöðvaðist alveg, sem olli galla og sóun á efni
- Nýtt kerfi:Hraði hraða er breytilegur í gegnum inndælingarferlið og framleiðir samræmda, hágæða hluta
Þessi þróun frá einföldum yfir í snjallstýringu hefur gert hlutfallslokur nauðsynlegar í nútíma framleiðslu.
Hvernig þeir vinna: Inni í tækninni
Að skilja hvernig hlutfallsstýringarlokar virka hjálpar þér að velja og nota þá betur. Við skulum brjóta niður lykilþættina.
[Lærðu alltvinnuregla hlutfallsloka]
1. Hlutfallsleg segullokan: Heilinn
Hlutfallssegullokan er eins og heili lokans. Ólíkt venjulegum segullokum sem eru annaðhvort kveikt eða slökkt, geta hlutfallssegullokar skapað mismunandi magn af krafti byggt á rafmerkinu sem þeir fá.
Hvernig það virkar:
- Tekur við rafmerki (straumur eða spenna)
- Myndar segulkraft í réttu hlutfalli við það merki
- Meira merki = meiri segulkraftur
- Þessi kraftur hreyfir innri hluta lokans
Helstu eiginleikar:
- Notar DC afl fyrir sléttan gang
- Notar oft PWM (pulse-width modulation) merki um 200 Hz
- Getur verið „dither“ - örlítill titringur sem dregur úr núningi
2. Spóla og loki: Flæðistýringin
Inni í ventlahlutanum situr nákvæmur vélaður strokkur sem kallast spóla. Þessi spóla rennur fram og til baka til að stjórna flæðinu.
Spólahönnunareiginleikar
- Mælingarspor:Sérstök form (V, U eða rétthyrnd) skorin í spóluna sem stjórna því hvernig flæði breytist með spólustöðu
- Skörunareiginleikar:Hvernig spólubrúnirnar samræmast höfnum hefur áhrif á ventilsvörun
Flæðiseinkenni
- Línulegt flæði:Flæði eykst hlutfallslega við hreyfingu spóla
- Framsækið flæði:Rennsli eykst meira við stærri op, sem gefur fínni stjórn við lítið rennsli
3. Þrýstibætur: Viðhalda stöðugu flæði
Einn mikilvægasti eiginleikinn í gæða hlutfallslokum er þrýstingsjöfnun. Þetta kerfi tryggir að flæði haldist stöðugt jafnvel þegar álagsþrýstingur breytist.
Vandamálið án bóta:Ef þú ert að lyfta þungu byrði eykst bakþrýstingurinn og dregur úr flæði jafnvel þótt ventlaopið haldist óbreytt.
Lausnin:Þrýstijafnari stillir sjálfkrafa þrýstingsfallið yfir aðalkeflið til að halda því stöðugu.
Kostir:
- Flæði fer aðeins eftir ventlamerki, ekki álagi
- Fyrirsjáanleg kerfishegðun
- Auðveldari forritun og stjórn
4. Viðbragðskerfi: Að tryggja nákvæmni
Hærri hlutfallslokar innihalda endurgjöfarkerfi sem fylgjast með raunverulegri spólustöðu og bera hana saman við þá stöðu sem óskað er eftir.
| Gerð ventils | Endurgjöf | Nákvæmni | Kostnaður | Umsóknir |
|---|---|---|---|---|
| Opnar lokar | Engin endurgjöf | Í meðallagi | Neðri | Grunnforrit |
| Lokaðar lokar | LVDT skynjarar | Hátt | Hærri | Nákvæmni forrit |
Tegundir hlutfallsflæðisstýringarloka
Hlutfallslokar koma í nokkrum stillingum. Að skilja þessar tegundir hjálpar þér að velja réttu fyrir umsókn þína.
Með drifbúnaði
Beinvirkir lokar
Segullokan hreyfir spóluna beint
- Hröð svörun (5-10 millisekúndur)
- Fyrirferðarlítil stærð
- Einföld hönnun
Takmarkanir:Takmarkað við minni flæði (<50 l/mín) og þrýsting (<210 bör)
Best fyrir:Lítil kerfi, lækningatæki, tilraunaþrep fyrir stærri loka
Flugstýrðir lokar (tveggja þrepa)
Lítill stýriventill stjórnar olíuflæði til að hreyfa aðalsnúðuna
- Þolir mikið flæði (allt að 1600 l/mín)
- Háþrýstingur (allt að 350 bar)
Takmarkanir:Hægari svörun (~100 ms)
Best fyrir:Þungar vélar, stór iðnaðarkerfi, aflmikil forrit
Eftir virkni
Rennslisstýringarventlar
- Aðalstarfið er að stjórna flæðishraða
- Venjulega tvíhliða eða þríhliða stillingar
- Inniheldur oft þrýstingsjöfnun
- Stjórna hraða stýrisbúnaðar
Stýrisstýringarventlar
- Stjórna bæði flæði og stefnu
- Venjulega 4-átta, 3-staða lokar
- Skiptu um marga einfalda loka
- Stjórna strokka eða mótor stefnu og hraða
Þrýstingsstýringarventlar
- Stjórna kerfisþrýstingi frekar en flæði
- Látið aflétta lokar og þrýstilækkandi lokar fylgja með
- Viðhalda öruggum rekstrarþrýstingi
Hlutfallsleg á móti öðrum ventlagerðum
Að skilja hvernig hlutfallslokar bera saman við aðra tækni hjálpar þér að taka betri ákvarðanir.
Hlutfallslegir vs. Kveiktu/slökktu lokar
| Eiginleiki | On/Off lokar | Hlutfallsventlar |
|---|---|---|
| Gerð stjórna | Tvöfaldur (opinn/lokaður) | Stöðugt (breytilegt) |
| Flæðisstýring | Fullt flæði eða ekkert flæði | Hvaða flæði sem er frá 0-100% |
| Kerfissjokk | Hátt (skyndilegar breytingar) | Lágt (slétt umskipti) |
| Orkunotkun | Oft sóun | Duglegur (passa eftirspurn) |
| Flækjustig | Einfaldar hringrásir | Flóknari rafeindatækni |
| Kostnaður | Lágur stofnkostnaður | Hærri stofnkostnaður |
Hlutfallslegir vs. Servo lokar
| Eiginleiki | Hlutfallsventlar | Servó lokar |
|---|---|---|
| Nákvæmni | Gott (±2-5%) | Frábært (±0,5%) |
| Svarhraði | Miðlungs (2-50 Hz) | Mjög hratt (>100 Hz) |
| Kostnaður | Í meðallagi | Hátt (10-20x meira) |
| Mengunarþol | Hátt | Lágt (þarf mjög hreina olíu) |
| Flækjustig | Í meðallagi | Hátt |
| Viðhald | Standard | Sérhæfður |
Hvenær á að velja hverja tegund
Veldu On/Off Valves þegar:
- Þú þarft aðeins einfalda opna/loka stjórn
- Kostnaður er aðal áhyggjuefnið
- Forritið þolir högg og titring
- Nákvæm stjórn er ekki nauðsynleg
Veldu hlutfallsventla þegar:
- Þú þarft breytilegan hraða eða stöðustýringu
- Sléttur gangur er mikilvægur
- Orkunýting skiptir máli
- Hófleg nákvæmni er nægjanleg
- Vinna í dæmigerðu iðnaðarumhverfi
Fyrir upplýsingar um vökva, sjávökvahlutfallslokar leiðarvísir
Veldu servóventla þegar:
- Ofurhá nákvæmni er krafist
- Það þarf mjög hröð viðbrögð
- Kostnaður er aukaatriði miðað við frammistöðu
- Þú getur viðhaldið mjög hreinum vökvavökva
- Umsókn krefst þess (geimferða, prófanir)
Helstu árangursmælingar sem þú þarft að vita
Þegar hlutfallsventill er valinn ákvarða nokkrar frammistöðumælikvarðar hversu vel hann mun virka í umsókn þinni.
Flæði og þrýstings einkunnir
Hámarksflæði
- Venjulega tilgreint við venjulegt þrýstingsfall (eins og 5 bör eða 70 psi)
- Dæmigert svið: 7-1000 l/mín (2-260 GPM)
- Veldu byggt á kröfum um hraða hreyfils
Hámarksþrýstingur
- Örugg vinnuþrýstingsmörk
- Dæmigert svið: 280-400 bör (4000-5800 psi)
- Verður að fara yfir hámarksþrýsting kerfisins þíns
Þrýstifall
- Þrýstingur tapast yfir lokann við nafnflæði
- Lægra er betra fyrir skilvirkni
- Dæmigert: 5-35 bör (70-500 psi) við nafnflæði
Nákvæmni og endurtekningarhæfni
Hysteresis
Úttaksmunur þegar nálgast sama punkt úr mismunandi áttum
- Dæmigert: 2-5% af fullum mælikvarða
- Lægra er betra fyrir nákvæmni
Línulegleiki
Hversu náið rennsli lokans fylgir inntaksmerkinu
- Dæmigert: ±2% af fullum mælikvarða
- Auðveldara er að stjórna línulegum lokum
Endurtekningarhæfni
Samræmi þegar farið er aftur í sama inntaksmerki
- Dæmigert: ±1-3% af fullum mælikvarða
- Mikilvægt fyrir stöðuga framleiðslu
Deadband
Svið inntaksmerkis sem gefur ekkert úttak
- Dæmigert: 2-5% af öllu merkjasviði
- Orsakast af skörun spóla, nauðsynleg til að þétta
Samanburðartafla fyrir árangur
| Gerð ventils | Flæðisvið | Þrýstingur | Svartími | Hysteresis | Mengunarþol | Hlutfallslegur kostnaður |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Grunnhlutfall | 7-100 l/mín | Allt að 280 bör | 20-100 ms | 3-5% | Hátt | 2-4x |
| Hlutfallsbundin lokuð lykkja | 7-1000 l/mín | Allt að 350 bar | 10-50 ms | 1-2% | Hátt | 4-8x |
| Servó-hlutfallslegt | 10-500 l/mín | Allt að 350 bar | 5-20 ms | <1% | Í meðallagi | 8-15x |
