純機械自動控制閥門的設計及控制原理探討

摘要：電動閥門、氣動閥門、手動閥門均屬于常見的純機械自動控制閥門，這類閥門適用于投資和規模較小的工廠。基于此，本文將簡單介紹自動控制閥門，并深入探討純機械自動控制閥門的設計及控制原理，希望研究內容能夠給相關從業人員以啟發。

關鍵詞：純機械;自動控制閥門;控制原理

前言：有源控制屬于現階段自動控制閥門的主流，但在很多場景下，基于無源控制的純機械自動控制閥門同樣具備較高實用性。純機械自動控制閥門具備簡單、方便、應用和操作靈活等特點，為更好應用純機械自動控制閥門，需深入了解其設計方式和控制原理。

1.自動控制閥門概述

所謂自動控制閥門，可以將其視作無需人為操控即可控制氣體（液體）流入、流出量的閥門。結合自動控制閥門發展現狀可以了解到，這類閥門具備安裝簡便、省時省力、操作難度低、使用壽命較長、生產成本較低、生產制造工藝簡單、運行效率較高等特點，而在自動化技術支持下，無需人工操作的自動控制閥門可滿足多種生產需要。現階段基于紅外感應技術或微電子線路的自動控制閥門廣泛應用于我國各領域，但應用這類技術的自動控制閥門大多成本較高，不適用于小型工廠等應用場景，在經濟性和適用性方面存在欠缺。為更好應用自動控制閥門，本文將圍繞純機械自動控制閥門開展研究，電動閥門、氣動閥門、手動閥門均屬其中代表[1]。

2.純機械自動控制閥門的設計方式

2.1閥門設計

生產用水控制方面可采用純機械自動控制閥門，以此實現能耗降低、自動化控制出水。在設定出水時間方面。可設定5min左右的出水時間，在時間超過5min后，出水閥門由系統自動切斷，操作人員此時需自行操控繼續控制出水，以此規避資源浪費問題。在設計閥門的過程中，可設置系統裝置于管件進水端位置，該裝置需具備立方體空腔特點，對于切斷水流處于封閉狀態的閥門來說，可增設一塊折板于立方體空腔下前端焊接處，以此實現傳動銷固定，出水口水流流速控制也可同時實現。還需要提前焊接連通裝置于管件出水口附近位置，該裝置需具備細長管形特點，空腔位置上端需同時設置細長方形槽設施，以此實現閥門的固定和關閉。空腔位置下端需設置圓形柱孔，以此用于閥門、計時器間圓柱細桿的固定和連接，水流輸出過程問題可由此規避。基于上述純機械自動控制閥門設計，可得到始終保持直線流動狀態的閥門內部，相關阻力問題可由此規避，可向兩側任意方向流動的介質也可由此獲得。在方便性、靈活性方面，上述設計的優勢較為明顯。

2.2閥門及時間控制裝置設計

純機械自動控制閥門需針對性設計閥門及時間控制裝置，在焊接部位方面閥門主要由細方桿、寬方桿、閥門、手柄、連接用細桿組成，計時用的銷當中需由細方桿、寬方桿卡住。在選擇傳動銷形式過程中，折線形式應優先選用，并保證管件上連接的折線形板孔與前端保持協調，規避應用問題。在結構形式上，計時器結構形式應優選圓柱空腔，并設置高磁性磁鐵于前端。細長管連通器設置于管件下方，為規避運行問題，需保證其始終處于運動狀態。基于理論層面進行分析可以發現，上述閥門及時間控制裝置的功能較為顯著和適用范圍較廣，運行過程中不易被卡住。在機械閥門內部，閥門中的介質可實現直線流動狀態的始終保持，受到的阻力較小，傳統機械閥門存在的運行不暢等問題可由此規避。具體設計需要嚴格遵循純機械自動控制閥門的運行及控制原理，并及時改正設計不足，以此規避閥門的運行效率問題[2]。

3.純機械自動控制閥門的控制原理

圍繞純機械自動控制閥門進行分析可以發現，其需要設置處于壓縮狀態的彈簧于折線形銷與折板之間，閘門可由此被折線形銷頂住。在計時放水過程中，閘門上方的半圓環需要由操作人員及時提起，放水作業可基于第一時間拉動閘門順利開展。基于抬到最高處的水位，粗長方體桿在閘門下端會將管體及時頂住，這源于壓縮狀態彈簧壓力對折線形銷的影響，折線形銷會由此陷入臺階型槽內（粗細長方形桿內），“鐺”的聲音會同時發出，此時開始計時。操作人員的相關記錄需結合純機械自動控制閥門的運行情況。如存在速度較快的水流，充滿水狀態的水管前端存在于多數時間，水對管壁壓力在一定范圍內保持恒定狀態，這種情況的出現是由于連通器與水管處于兩端相連狀態，面積均等的兩個連通口也在其中發揮著作用。在細管中連通器處于水流靜止狀態，受到浮力影響的計時器會同時受到自身重力與管壁間的摩擦力作用，升到最后端時的計時器將對折線形銷功能效果產生影響，這源于其內部的高磁性磁鐵，折線形銷會因此不斷克服彈簧設施壓力而出現位移，以此實現的閘門釋放將最終導致計時結束（放水作業結束）。深入分析可以發現，純機械自動控制閥門的控制可有效提升機械閥門運行效率，在實用性方面的優勢也較為明顯，純機械自動控制閥門的應用價值可由此得到證明。

結論：綜上所述，純機械自動控制閥門在多種應用場景下具備較高實用性。在此基礎上，本文涉及的閥門設計、閥門及時間控制裝置設計、純機械自動控制閥門控制原理等內容，則直觀展示了純機械自動控制閥門的設計路徑及原理。為更好應用純機械自動控制閥門，彈簧參數的科學設定也需要引起重視。

參考文獻：

[1]徐戰衛.純機械自動控制閥門的設計及控制原理分析[J].世界有色金屬，2018（15）：227-228.

[2]金戈.機械構建的自動控制閥門探究[J].科技創新導報，2018，15（01）：111+116.

作者簡介：姓名：董娜（1982.07.24）性別：女，民族：漢，籍貫：山東省諸城市，學歷：本科;現有職稱：初級工程師;研究方向：機械設計及其自動化。