纯机械自动控制阀门的设计及控制原理探讨

摘要：电动阀门、气动阀门、手动阀门均属于常见的纯机械自动控制阀门，这类阀门适用于投资和规模较小的工厂。基于此，本文将简单介绍自动控制阀门，并深入探讨纯机械自动控制阀门的设计及控制原理，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

关键词：纯机械;自动控制阀门;控制原理

前言：有源控制属于现阶段自动控制阀门的主流，但在很多场景下，基于无源控制的纯机械自动控制阀门同样具备较高实用性。纯机械自动控制阀门具备简单、方便、应用和操作灵活等特点，为更好应用纯机械自动控制阀门，需深入了解其设计方式和控制原理。

1.自动控制阀门概述

所谓自动控制阀门，可以将其视作无需人为操控即可控制气体（液体）流入、流出量的阀门。结合自动控制阀门发展现状可以了解到，这类阀门具备安装简便、省时省力、操作难度低、使用寿命较长、生产成本较低、生产制造工艺简单、运行效率较高等特点，而在自动化技术支持下，无需人工操作的自动控制阀门可满足多种生产需要。现阶段基于红外感应技术或微电子线路的自动控制阀门广泛应用于我国各领域，但应用这类技术的自动控制阀门大多成本较高，不适用于小型工厂等应用场景，在经济性和适用性方面存在欠缺。为更好应用自动控制阀门，本文将围绕纯机械自动控制阀门开展研究，电动阀门、气动阀门、手动阀门均属其中代表[1]。

2.纯机械自动控制阀门的设计方式

2.1阀门设计

生产用水控制方面可采用纯机械自动控制阀门，以此实现能耗降低、自动化控制出水。在设定出水时间方面。可设定5min左右的出水时间，在时间超过5min后，出水阀门由系统自动切断，操作人员此时需自行操控继续控制出水，以此规避资源浪费问题。在设计阀门的过程中，可设置系统装置于管件进水端位置，该装置需具备立方体空腔特点，对于切断水流处于封闭状态的阀门来说，可增设一块折板于立方体空腔下前端焊接处，以此实现传动销固定，出水口水流流速控制也可同时实现。还需要提前焊接连通装置于管件出水口附近位置，该装置需具备细长管形特点，空腔位置上端需同时设置细长方形槽设施，以此实现阀门的固定和关闭。空腔位置下端需设置圆形柱孔，以此用于阀门、计时器间圆柱细杆的固定和连接，水流输出过程问题可由此规避。基于上述纯机械自动控制阀门设计，可得到始终保持直线流动状态的阀门内部，相关阻力问题可由此规避，可向两侧任意方向流动的介质也可由此获得。在方便性、灵活性方面，上述设计的优势较为明显。

2.2阀门及时间控制装置设计

纯机械自动控制阀门需针对性设计阀门及时间控制装置，在焊接部位方面阀门主要由细方杆、宽方杆、阀门、手柄、连接用细杆组成，计时用的销当中需由细方杆、宽方杆卡住。在选择传动销形式过程中，折线形式应优先选用，并保证管件上连接的折线形板孔与前端保持协调，规避应用问题。在结构形式上，计时器结构形式应优选圆柱空腔，并设置高磁性磁铁于前端。细长管连通器设置于管件下方，为规避运行问题，需保证其始终处于运动状态。基于理论层面进行分析可以发现，上述阀门及时间控制装置的功能较为显著和适用范围较广，运行过程中不易被卡住。在机械阀门内部，阀门中的介质可实现直线流动状态的始终保持，受到的阻力较小，传统机械阀门存在的运行不畅等问题可由此规避。具体设计需要严格遵循纯机械自动控制阀门的运行及控制原理，并及时改正设计不足，以此规避阀门的运行效率问题[2]。

3.纯机械自动控制阀门的控制原理

围绕纯机械自动控制阀门进行分析可以发现，其需要设置处于压缩状态的弹簧于折线形销与折板之间，闸门可由此被折线形销顶住。在计时放水过程中，闸门上方的半圆环需要由操作人员及时提起，放水作业可基于第一时间拉动闸门顺利开展。基于抬到最高处的水位，粗长方体杆在闸门下端会将管体及时顶住，这源于压缩状态弹簧压力对折线形销的影响，折线形销会由此陷入台阶型槽内（粗细长方形杆内），“铛”的声音会同时发出，此时开始计时。操作人员的相关记录需结合纯机械自动控制阀门的运行情况。如存在速度较快的水流，充满水状态的水管前端存在于多数时间，水对管壁压力在一定范围内保持恒定状态，这种情况的出现是由于连通器与水管处于两端相连状态，面积均等的两个连通口也在其中发挥着作用。在细管中连通器处于水流静止状态，受到浮力影响的计时器会同时受到自身重力与管壁间的摩擦力作用，升到最后端時的计时器将对折线形销功能效果产生影响，这源于其内部的高磁性磁铁，折线形销会因此不断克服弹簧设施压力而出现位移，以此实现的闸门释放将最终导致计时结束（放水作业结束）。深入分析可以发现，纯机械自动控制阀门的控制可有效提升机械阀门运行效率，在实用性方面的优势也较为明显，纯机械自动控制阀门的应用价值可由此得到证明。

结论：综上所述，纯机械自动控制阀门在多种应用场景下具备较高实用性。在此基础上，本文涉及的阀门设计、阀门及时间控制装置设计、纯机械自动控制阀门控制原理等内容，则直观展示了纯机械自动控制阀门的设计路径及原理。为更好应用纯机械自动控制阀门，弹簧参数的科学设定也需要引起重视。

参考文献：

[1]徐战卫.纯机械自动控制阀门的设计及控制原理分析[J].世界有色金属，2018（15）：227-228.

[2]金戈.机械构建的自动控制阀门探究[J].科技创新导报，2018，15（01）：111+116.

作者简介：姓名：董娜（1982.07.24）性别：女，民族：汉，籍贯：山东省诸城市，学历：本科;现有职称：初级工程师;研究方向：机械设计及其自动化。