ATOS換向閥DHA-0631/2/A/M 工作技術

　從本質(zhì)上來講，純機械自控閥門就是一種不需要外部能量供應就可以實現(xiàn)自動控制調(diào)節(jié)的閥門，即無源控制閥門，純機械控制閥門的研究始于上世紀八十年代，L.Ornstein教授設計了一種名為 Irristat 的閥門，這種閥門就屬于一種純機械自控閥門，其在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應用較為廣泛。當土壤中的水分含量達到預定值的時候，水分會進入到閥門，使得閥門內(nèi)部凝膠膨脹，下壓活塞，減小水管的截面積，從而實現(xiàn)對用水量的控制[1]。而當土壤中水分含量低于預定值的時候，法門中的水分會回到土壤中，活塞失去下壓力上移，水流量增大，從而實現(xiàn)對水流量的自動控制。

　　二、純機械自控閥門的設計

　　（一）純機械自控閥門的設計思路

　　本文以 Irristat 閥門為基礎，以土壤水分張力為主要設計原理。Irristat 閥門的自動控制主要是通過水分平衡原理來實現(xiàn)的，借助真空壓力表的讀數(shù)，張力計能夠?qū)ν寥浪智闆r進行監(jiān)測，以監(jiān)測結果為基礎來實現(xiàn)對閥門的自動化控制。在整個控制過程中，張力計相當于一個土壤溫度的傳感器，Irristat 閥門通過內(nèi)部凝膠吸水膨脹及失水收縮來判斷土壤中水分情況，從而通過閥門來實現(xiàn)對水流量的自動化控制，實現(xiàn)灌溉自動化，其不需要計算機和傳感器，屬于一種無源自控閥門，通過純機械來實現(xiàn)閥門的自動化控制[2]。

　　（二）純機械自控閥門的結構設計

　　本文提出的純機械自控閥門結構設計如圖 1 所示：

　　閥門結構主要包括控制元件、兩個彈簧（一個緩沖彈簧即彈簧1，一個復位彈簧即彈簧2）、進水口以及兩個出水口組成，通過彈簧 1 能夠推動閥芯移動，當閥芯錐形面封堵進水口的時候，則閥門關閉，灌溉停止，通過閥門 2 可以推動閥芯反向移動，封住進水口的閥芯錐形面會慢慢后退，從而實現(xiàn)閥門入水口的逐漸開啟，灌溉恢復。

　　三、純機械自控閥門的控制原理及控制單元設計

　　（一）純機械自控閥門的控制原理分析

　　純機械自控閥門的控制原理如下：閥門自動控制元件中存在濕敏材料，濕敏材料與土壤直接接觸，當土壤中水分含量增多的時候，濕敏材料產(chǎn)生吸水膨脹作用，從而給緩沖彈簧施加壓力，緩沖彈簧在壓力的作用下會移動并推動復位彈簧和閥芯進行運動，閥芯運動的過程中其錐形面會逐漸封住進水口，實現(xiàn)閥門的自動關閉，灌溉停止。當濕敏材料吸水膨脹的時候，如果其膨脹量比閥芯封堵進水口的移動量大，則很可能導致閥芯錐形頭受到較大壓力，甚至損壞閥芯，而緩沖彈簧則能夠起到良好的緩沖作用，避免閥芯錐形頭受到較大壓力，實現(xiàn)對閥芯錐形頭的保護[3]。

閘閥是指封閉件(閘板)沿通路中央線的垂直方向移動的閥門。閘閥在管路中只能作全開和全關堵截用, 不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流。閘閥是使用范圍很廣的一種閥門，一般口徑DN≥50mm的堵截裝置都選用它，有時口徑很小的堵截裝置也選用閘閥，閘閥是作為截止介質(zhì)使用，在全開時整個暢通流暢縱貫，此時介質(zhì)運行的壓力損失最小。閘閥通常合用于不需要常常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不合用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。對于高速活動的介質(zhì)，閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動，而振動又可能損傷閘板和閥座的密封面，而節(jié)流會使閘板遭受介質(zhì)的沖蝕。從結構形式上，主要的區(qū)別是所采用的密封元件的形式。根據(jù)密封元件的形式，經(jīng)常把閘閥分成幾種不同的類型，如：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘閥等。
　　的形式是楔式閘閥和平行式閘閥：
　　1、閘板有兩個密封面，的模式閘板閥的兩個密封面形成楔形、楔形角隨閥門參數(shù)而異，通常為50，介質(zhì)溫度不高時為。楔式閘閥的閘板可以做成一個整體，叫做剛性閘板;也可以做成能產(chǎn)生微量變形的閘板，以改善其工藝性，彌補密封面角度在加工過程中產(chǎn)生的偏差 , 這種閘板叫做彈性閘板。
　　2、閘閥封閉時，密封面可以只依賴介質(zhì)壓力來密封 , 即依賴介質(zhì)壓力將閘板的密封面壓向另一側的閥座來保證密封面的密封，這就是自密封。大部門閘閥是采用強制密封的，即閥門封閉時，要依賴外力強行將閘板壓向閥座 , 以保證密封面的密封性。