快速排气阀构造、原理和应用案例

快速排气阀(Quick Exhaust Valves)安装在电磁阀与气动执行器之间,排气时直接现场快速排放,而不是原路返回走电磁阀排气管,可实现控制气动执行器腔体内空气的快速泄放,实现快开快关功能。

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图 1 快速排气阀外形图

快速排气阀由阀体和膜片组成,膜片可以入口和排气口之间移动,充气时膜片压到排气口,进气口和出气口连通,排气时膜片压到进气口,出气口和排气口连通,实现现场排放。快速排气阀内部构造图和气路图见图2和图3

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图 2 快速排气阀内部构造图

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图 3 快速排气阀气路图

快速排气阀的进口尺寸没有特殊要求,出口和排气口尺寸通常很大,这样才能大流量快速排气,实现气动执行器的快开或快关功能,快速排气阀充气和排气示意图见图4、图5和图6。

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图 4 快速排气阀充气示意图

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图 5 快速排气阀快速排气示意图

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图 6 快速排气阀充气排气示意图

快速排放阀规格3/8寸至1寸,设计的排气流量大于进口流量,接口规格及流量见下图所示:

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上面流量表格中的 SCFM 是英制标况(温度 60℉(15.6℃),绝对压力 14.7 psia(1atm,大气压),相对湿度 0%)下每分钟多少立方英尺空气流量,后面括号内是单位换算成m³/min的数值。

我们以3/4寸快速排气阀为例,计算一个直径D等于300mm长度L等于400mm的气动执行器(气缸)排气需要多少时间。

前提条件:气缸直径D=300mm,气缸长度L=400mm,快速排气阀排气流量QN=17.2m³/min,气缸供气压力0.5MPag。

经计算,气缸体积 V=.0283m³,换算为标况体积 VN=0.1696m³(标准体积),所需时间 t=VN/QN=0.1696/17.2=0.59 s。

样本 17.2m³/min 是高压差下的峰值流量;随着气缸压力下降,压差变小,排气流量持续衰减,不能维持峰值,行业经验估算: 理论值 × (2~3 倍)。

综上,理论极限放空时间:≈0.59 s, 工程预估气缸泄压时间:1.2 ~ 1.8 s

24寸三偏心蝶阀用的单作用弹簧复位的气动执行器活塞直径大概在300mm左右,充气打开时大概需要48秒,如果不加快速泄放阀,弹簧复位关闭大概需要24s,加上快速泄放阀只需要1至2秒

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图 7 阀门气动执行器示意图

参考资料:Danfoss、Parker、IMI STI

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文章作者: 尚延伟   原文链接:https://www.cad2d3d.com/post-2422.html

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