解析FESTO電磁閥的結(jié)構(gòu)與作用

FESTO電磁閥但是其使用范圍卻越來越廣泛。因?yàn)椴恍枰獨(dú)庠矗惭b使用比較方便，只要接通電源和控制信號(hào)就可以工作了，以下與作用。

FESTO電磁閥的典型外形，它由兩個(gè)可拆分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）部分組成。上部是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接受調(diào)節(jié)器輸出的0～10mADC或4～20mADC信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直線位移，推動(dòng)下部的調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，直接調(diào)節(jié)流體的流量。各類電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本相同，但調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)因使用條件的不同類型很多，是直通單閥座和直通雙閥座兩種。

FESTO電磁閥體配以不同的電動(dòng)執(zhí)行器組成的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行儀表，它接受調(diào)節(jié)器輸出的4-20mA或者脈沖信號(hào),來進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量、壓力、溫度、液位等參數(shù)的自動(dòng)控制，并且可以選擇智能型電動(dòng)執(zhí)行器，與DCS、PLC等實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸,組成更加智能的控制系統(tǒng)

FESTO電磁閥管道或基座劇烈振動(dòng)，易引起整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動(dòng)；此外還與頻率有關(guān)，即當(dāng)外部的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時(shí)受迫振動(dòng)的能量達(dá)到大值、產(chǎn)生共振。這兩種因素有時(shí)相互影響，會(huì)使振動(dòng)愈振愈烈，使管道跳動(dòng)，附件或元件松動(dòng)，并發(fā)出噠噠的響聲，嚴(yán)重的還會(huì)造成閥桿斷裂，閥座脫落，致使系統(tǒng)無法工作。基于這種情況，應(yīng)對(duì)引起振動(dòng)的各管道和基座進(jìn)行加固，這也有助于消除外來頻率的干擾。

2，閥芯振動(dòng)有時(shí)被測(cè)介質(zhì)的流速急劇增加，使調(diào)節(jié)閥前后差壓急劇變化，當(dāng)過閥的剛度時(shí)，閥的穩(wěn)定性就變差，這也會(huì)引起整個(gè)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生嚴(yán)重振蕩。但這種振蕩不一定就是閥的開度小造成的。這種振動(dòng)一般伴有刺耳的尖叫聲。調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性差，一旦有內(nèi)部或外部不平衡力的干擾且過了調(diào)節(jié)閥的剛度時(shí)，且調(diào)節(jié)閥自己又不具備消除這種干擾的能力，便產(chǎn)生了振蕩。此時(shí)需要增大調(diào)節(jié)閥的剛度，如將20~100KPa的彈簧，或增加其工作的穩(wěn)定性，是有一定處的。

FESTO電磁閥安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)源，如不可避免，應(yīng)采取預(yù)防措施。 這種整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動(dòng)，在還未達(dá)到共振的情況下，調(diào)節(jié)閥基本上還是能隨外給定信號(hào)而進(jìn)行調(diào)節(jié)的。因?yàn)橥饨o定信號(hào)對(duì)閥芯的相對(duì)位移，并不因整個(gè)調(diào)節(jié)閥的振動(dòng)而改變或改變很小，其原因在于它們是一個(gè)整體。 調(diào)節(jié)閥兩端的截止閥猛開或猛關(guān)，會(huì)使急劇流動(dòng)的波測(cè)介質(zhì)產(chǎn)生的反射沖波，反射波沖擊調(diào)節(jié)閥芯。當(dāng)這個(gè)力大于膜片對(duì)閥芯向下的壓力時(shí)，會(huì)使閥芯上移，產(chǎn)生振動(dòng)，尤其是在小信號(hào)情況下，由于預(yù)緊力較小，更易使閥芯產(chǎn)生顫動(dòng)。 調(diào)節(jié)閥開度太小，使調(diào)節(jié)閥前后差壓太大，至使在節(jié)流口處流速增大，壓力迅速減小。若此時(shí)壓力下降到液體在該溫度下的飽和蒸氣壓時(shí)，可使液體產(chǎn)生氣化，形成閃蒸，生成氣泡、氣泡破裂時(shí)形成的壓力和沖擊波，產(chǎn)生氣錘，這個(gè)壓力一般可達(dá)幾十兆帕。氣錘沖擊閥芯，使閥芯形成蜂窩壯麻面并使閥芯振動(dòng)。 一般閥芯振動(dòng)原因大致如下：調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)不穩(wěn)定。快速的忽高忽低的變化，此時(shí)如閥門定位器靈敏度太高，則調(diào)節(jié)器輸出微小的變化或飄移，就會(huì)立即轉(zhuǎn)換成定位器輸出信號(hào)很大。致使閥振蕩。

調(diào)節(jié)閥的磨擦力太小，如調(diào)節(jié)閥的填料裝得太少，或壓蓋沒擰緊，外界輸入信號(hào)有微小的變化或飄移，會(huì)立即傳遞給閥芯，使閥芯振動(dòng)，并發(fā)出咯咯的響聲。相反，如調(diào)節(jié)閥的磨擦力太大，如填料裝得太多，壓蓋又?jǐn)Q得太緊，或填料函老化，干涸，則在小信號(hào)時(shí)動(dòng)作不了，信號(hào)大時(shí)一經(jīng)動(dòng)作又產(chǎn)生又產(chǎn)生過頭的現(xiàn)象，會(huì)使調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生遲滯性振蕩，振動(dòng)曲線近似呈方形波。遇到這種情況，應(yīng)當(dāng)減小調(diào)節(jié)閥相應(yīng)部分的阻尼來解決，如更換填料等。氣源波動(dòng)使定位器輸出波動(dòng)，或定位器活動(dòng)部分銹蝕，不靈活，使輸入和輸出信號(hào)不對(duì)應(yīng)，產(chǎn)生跳躍式振蕩。此時(shí)應(yīng)開啟氣源減壓閥的清洗定位器，并向活動(dòng)部分涂上潤滑油，以消除磨擦力。 由于調(diào)節(jié)閥本身的不平衡力作用的結(jié)果，使調(diào)節(jié)閥芯經(jīng)常產(chǎn)生振蕩。零點(diǎn)彈簧頂緊力太小，抵抗外界干擾的能力就小，在外界信號(hào)小的情況下，易使閥芯產(chǎn)生振動(dòng)。 綜上所述，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)筆者診斷，在一般情況下，閥芯的振蕩對(duì)被測(cè)介質(zhì)的影響總是大于整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動(dòng)對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響的，并且閥芯振蕩原因及預(yù)防措施總要比整個(gè)調(diào)節(jié)閥振蕩原因及預(yù)防措施復(fù)雜。實(shí)踐中又可以看出，這兩種振動(dòng)的原因也不可能分得那么清，有時(shí)也是混雜交織在一起的

FESTO電磁閥的振動(dòng)與噪聲根據(jù)其誘發(fā)因素不同，大致可分為機(jī)械振動(dòng)、氣蝕振動(dòng)和流體動(dòng)力學(xué)振動(dòng)等原因。

1 機(jī)械振動(dòng)

FESTO電磁閥根據(jù)其表現(xiàn)形式可以分為兩種狀態(tài)。一種狀態(tài)是調(diào)節(jié)閥的整體振動(dòng)，即整個(gè)調(diào)節(jié)閥在管道或基座上頻繁顫動(dòng)，其原因是由于管道或基座劇烈振動(dòng)，引起整個(gè)調(diào)節(jié)閥振動(dòng)。此外還與頻率有關(guān)，即當(dāng)外部的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時(shí)受迫振動(dòng)的能量達(dá)到大值、產(chǎn)生共振。另一種狀態(tài)是調(diào)節(jié)閥閥瓣的振動(dòng)，其原因主要是由于介質(zhì)流速的急劇增加，使調(diào)節(jié)閥前后差壓急劇變化，引起整個(gè)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生嚴(yán)重振蕩。

2 FESTO電磁閥氣蝕振動(dòng)大多發(fā)生在液態(tài)介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥內(nèi)。氣蝕產(chǎn)生的根本原因在于調(diào)節(jié)閥內(nèi)流體縮流加速和靜壓下降引起液體汽化。調(diào)節(jié)閥開度越小，其前后的壓差越大，流體加速并產(chǎn)生氣蝕的可能性就越大，與之對(duì)應(yīng)的阻塞流壓降也就越小。

3 流體動(dòng)力學(xué)振動(dòng)

FESTO電磁閥介質(zhì)在閥內(nèi)的節(jié)流過程也是其受摩擦、受阻力和擾動(dòng)的過程。湍流體通過不良繞流體的調(diào)節(jié)閥時(shí)形成旋渦，旋渦會(huì)隨著流體的繼續(xù)流動(dòng)的尾流而脫落。這種旋渦脫落頻率的形成及影響因素十分復(fù)雜，并有很大的隨機(jī)性，定量計(jì)算十分困難，而客觀卻存在一個(gè)主導(dǎo)脫落頻率。當(dāng)這一主導(dǎo)脫落頻率（亦包括高次諧波）在與調(diào)節(jié)閥及其附屬裝置的結(jié)構(gòu)頻率接近或一致時(shí)，發(fā)生了共振，調(diào)節(jié)閥就產(chǎn)生了振動(dòng)，并伴隨著噪聲。振動(dòng)的強(qiáng)弱隨主導(dǎo)脫落頻率的強(qiáng)弱和高次諧波波動(dòng)方向一致性的程度而定。