[ملصقات علمية] ما هو المحرك الهوائي؟ المبدأ والتصنيف والاختيار يتم في مقال واحد!

1. نظرة عامة على المحركات الهوائية

المحركات الهوائية هي محركات تستخدم ضغط الهواء لتشغيل صمامات الفتح والإغلاق أو الضبط. وتسمى أيضًا بالمشغلات الهوائية أو الأجهزة الهوائية، ولكنها تسمى عمومًا بالرؤوس الهوائية. إن المحرك وآلية التعديل للمحرك الهوائي عبارة عن وحدة متكاملة، والمحرك له نوع غشاء ونوع مكبس ونوع شوكة ونوع رف وترس.

يتميز نوع المكبس بشوط طويل وهو مناسب للمناسبات التي تتطلب قوة دفع أكبر؛ بينما يتميز نوع الغشاء بشوط صغير ويمكنه فقط تحريك ساق الصمام مباشرة. يتميز المحرك الهوائي من نوع الشوكة بخصائص عزم الدوران الكبير والمساحة الصغيرة ومنحنى عزم الدوران أكثر انسجاما مع منحنى عزم دوران الصمام، لكنه ليس جميلا جدا؛ وغالبا ما يستخدم على الصمامات ذات عزم الدوران العالي. يتمتع المحرك الهوائي ذو الرف والترس بمزايا الهيكل البسيط والعمل المستقر والموثوق به والسلامة ومقاومة الانفجار. يتم استخدامه على نطاق واسع في عمليات الإنتاج ذات متطلبات السلامة العالية مثل محطات الطاقة والصناعات الكيميائية وتكرير النفط.

2. مبدأ عمل المحرك الهوائي

1. مخطط مبدأ العمل للمحرك الهوائي مزدوج الفعل

عندما يدخل ضغط مصدر الهواء إلى التجويف بين مكبسي الأسطوانة من منفذ الهواء (2)، يتم فصل المكبسين وتحريكهما نحو طرفي الأسطوانة، ويتم تفريغ الهواء الموجود في حجرات الهواء عند كلا الطرفين من خلال منفذ الهواء (4)، ويتم مزامنة رفوف المكبس في نفس الوقت. قم بدفع عمود الإخراج (الترس) ليدور عكس اتجاه عقارب الساعة. وعلى العكس من ذلك، عندما يدخل ضغط مصدر الهواء إلى حجرات الهواء في كلا طرفي الأسطوانة من منفذ الهواء (4)، يتحرك المكبسان نحو منتصف الأسطوانة. يتم تفريغ الهواء الموجود في غرفة الهواء الوسطى من خلال منفذ الهواء (2)، ويقوم رففا المكبس بتشغيل عمود الخرج (الترس) في نفس الوقت. ) تدوير في اتجاه عقارب الساعة. (إذا تم تركيب المكبس في الاتجاه المعاكس، فإن عمود الإخراج سيصبح يدور في الاتجاه المعاكس)

2. مخطط مبدأ العمل للمحرك الهوائي أحادي الفعل

عندما يدخل ضغط مصدر الهواء إلى التجويف بين مكبسي الأسطوانة من منفذ الهواء (2)، يتم فصل المكبسين وتحريكهما نحو طرفي الأسطوانة، مما يجبر النوابض في كلا الطرفين على الضغط، ويتم تفريغ الهواء الموجود في حجرات الهواء في كلا الطرفين من خلال منفذ الهواء (4). قم بمزامنة رفوف المكبس لدفع عمود الإخراج (الترس) للدوران عكس اتجاه عقارب الساعة. بعد عكس ضغط مصدر الهواء بواسطة صمام الملف اللولبي، يتحرك مكبسا الأسطوانة في الاتجاه الأوسط تحت القوة المرنة للزنبرك، ويتم تفريغ الهواء الموجود في التجويف الأوسط من منفذ الهواء (2)، و يقوم رففا المكبس في نفس الوقت بتشغيل عمود الخرج (الترس) ويدوران في اتجاه عقارب الساعة. (إذا تم تركيب المكبس في الاتجاه المعاكس، فسوف يتحول عمود الخرج إلى الدوران العكسي عند إعادة ضبط الزنبرك).

ثالثا، تصنيف المحركات الهوائية

1. مشغل الغشاء

المحرك من نوع الغشاء هو الأكثر استخدامًا. يمكن استخدامه كجهاز دفع صمام التحكم العام لتشكيل مشغل من نوع الغشاء الهوائي. يعمل ضغط الإشارة p لمشغل الحجاب الحاجز الهوائي على الحجاب الحاجز لتشويهه، ويدفع قضيب الدفع الموجود على الحجاب الحاجز للتحرك، بحيث يتم إزاحة قلب الصمام، وبالتالي تغيير فتحة الصمام. يتميز بهيكل بسيط وسعر منخفض وصيانة مريحة وتطبيق واسع.

تحتوي مشغلات الغشاء الهوائي على شكلين من العمل المباشر والعمل العكسي.

عندما يزداد ضغط الإشارة من وحدة التحكم أو موضع الصمام، تسمى الحركة الهبوطية لساق الصمام مشغلًا ذو تأثير إيجابي؛ عندما يزيد ضغط الإشارة، تسمى الحركة الصعودية لساق الصمام مشغلًا مضادًا. يتم تمرير ضغط الإشارة للمحرك ذو الفعل الإيجابي إلى حجرة الهواء الغشائي فوق الحجاب الحاجز المموج؛ ويتم تمرير ضغط الإشارة للمحرك المضاد إلى حجرة الهواء الغشائي أسفل الحجاب الحاجز المموج. من خلال استبدال الأجزاء الفردية، يمكن تركيب الاثنين مع بعضهما البعض.

2. مشغل من نوع المكبس

يقوم مشغل المكبس الهوائي بتحريك المكبس داخل الأسطوانة لتوليد الدفع. من الواضح أن قوة الخرج لنوع المكبس أكبر بكثير من قوة الخرج لنوع الفيلم. لذلك، فإن نوع الغشاء مناسب للمناسبات ذات الناتج الصغير والدقة العالية؛ ونوع المكبس مناسب للمناسبات ذات الناتج الكبير، مثل أجهزة التحكم في الانخفاض ذات القطر الكبير والضغط العالي أو أجهزة دفع صمام الفراشة. بالإضافة إلى نوع الغشاء ونوع المكبس، يوجد أيضًا مشغل طويل الشوط، ذو شوط طويل وعزم دوران كبير، وهو مناسب للمناسبات التي يتم فيها إخراج الإزاحة الزاوية وعزم الدوران العالي.

معيار الإشارة الذي يستقبله المشغل الهوائي هو 0.02 إلى 0.1 ميجا باسكال.

المكونات الرئيسية لمشغلات المكبس الهوائي هي الأسطوانات والمكابس وقضبان الدفع. يتحرك المكبس الموجود في الأسطوانة مع اختلاف الضغط بين جانبي الأسطوانة. حسب الخصائص ينقسم إلى نوعين: النوع النسبي والنوع ذو الموضعين. وفقًا للنوع ثنائي الموضع، ووفقًا لحجم ضغط التشغيل على جانبي مكبس الإدخال، يتم دفع المكبس من جانب الضغط العالي إلى جانب الضغط المنخفض. النوع النسبي هو إضافة محدد موضع الصمام على أساس النوع ثنائي الموضع، بحيث تتناسب إزاحة قضيب الدفع مع ضغط الإشارة.

3. محرك الرف والترس

يتميز المحرك الهوائي من نوع الرف والترس (نوع الرف ذو المكبس المزدوج) بخصائص الهيكل المدمج والمظهر الجميل والاستجابة السريعة والتشغيل المستقر وعمر الخدمة الطويل. تعتمد جميع الملحقات على أحدث تقنيات المعالجة المضادة للتآكل، والتي يمكنها التكيف مع ظروف العمل القاسية المختلفة. تتمتع محركاتها ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة والمحركات ذات الأشواط الخاصة المختلفة بأداء جيد في مجالات التطبيق المختلفة.

رابعا، اختيار المحركات الهوائية

قبل اختيار المحرك الهوائي، يرجى التأكد من عزم الصمام. وزيادة قيمة الأمان في عزم الدوران، يتم زيادة قيمة أمان بخار الماء أو الوسط السائل غير المشحم بنسبة 25%؛ يتم زيادة قيمة أمان الوسط السائل الملاط غير المشحم بنسبة 30%.

عندما يكون عزم الصمام 210 نيوتن متر، يكون ضغط مصدر الهواء 5 بار فقط، ويكون الوسط عبارة عن بخار ماء غير مشحم، مع مراعاة عوامل الأمان، قم بزيادة قيمة الأمان بنسبة 25%، وهي 262 نيوتن متر. أوجد عزم الدوران المقابل عندما يكون ضغط مصدر الهواء 5 بار وفقًا لقيمة جدول عزم الدوران الناتج مزدوج الفعل. يجب اختيار 277NM، النموذج هو POADA300.

خامساً، خصائص أداء المحركات الهوائية

1. يجب أن تتوافق قوة الخرج المقدرة أو عزم الدوران للجهاز الهوائي مع متطلبات GB/T12222 وGB/T12223. ما ورد أعلاه هو مشغل من نوع الغشاء؛

2. في ظل ظروف عدم التحميل، أدخل ضغط الهواء المحدد في الأسطوانة، ويجب أن يكون عملها مستقرًا، دون تشويش أو زحف؛

3. تحت ضغط الهواء البالغ 0.6 ميجا باسكال، يجب ألا تقل قيمة عزم الدوران الناتج أو الدفع للجهاز الهوائي في اتجاهي الفتح والإغلاق عن القيمة الموضحة على ملصق الجهاز الهوائي، ويجب أن يكون الإجراء مرنًا، ولا يُسمح بأي تشوه دائم أو تشوه دائم لكل جزء. شذوذات أخرى؛

4. عند استخدام الحد الأقصى لضغط العمل لاختبار الختم، لا يُسمح لكمية الهواء المتسرب من جانب الضغط الخلفي المعني أن تتجاوز (3 0.15D) سم3/دقيقة (الحالة القياسية)؛ التسرب من الغطاء النهائي وعمود الخرج لا يسمح لحجم الهواء بتجاوز (3 0.15d) سم3/دقيقة؛

5. يتم إجراء اختبار القوة بضغط عمل أقصى يبلغ 1.5 مرة. بعد الحفاظ على ضغط الاختبار لمدة 3 دقائق، لا يُسمح بأي تسرب أو تشوه هيكلي في الغطاء النهائي والختم الثابت للأسطوانة؛

6. أوقات التشغيل، يحاكي الجهاز الهوائي عمل الصمام الهوائي، ويجب ألا تقل أوقات الفتح والإغلاق لعملية الفتح والإغلاق عن 50000 مرة (دورة الفتح والإغلاق واحدة) مع الحفاظ على عزم الدوران الناتج أو قدرة الدفع في كلا الاتجاهين؛

7. جهاز هوائي مزود بآلية عازلة، عندما يتحرك المكبس إلى موضع نهاية الشوط، لا يُسمح بظاهرة التأثير.