解析BURKERT電磁閥工藝設(shè)計與分析
    BURKERT電磁閥工作原理是根據(jù)被調(diào)流體溫度的變化，使感溫傳感器內(nèi)充工作介質(zhì)的壓力隨溫度變化，借助介質(zhì)壓力的變化改變調(diào)節(jié)閥的開度，從而調(diào)節(jié)流體流量，控制溫度。其結(jié)構(gòu)簡單、造價低且管理方便，但精度較低、推動力較小，適用于流量波動幅度較小，儀表氣源或電源供應(yīng)困難和溫度控制精度要求不高的場合，如石油化工和能源動力等領(lǐng)域。
    BURKERT電磁閥是一種直接作用調(diào)節(jié)閥，它不需任何外加能源，把測量、調(diào)節(jié)、執(zhí)行統(tǒng)一為一體，利用吸收被調(diào)對象本身的能量帶動其動作，實現(xiàn)溫度的控制。它具有結(jié)構(gòu)簡單、、動作可靠、自動化程度高等。適用于流量變化較小，儀表氣源或電源供應(yīng)困難和控制精度要求不是很高的控制場合[1]。文中主要以常見結(jié)構(gòu)為例，探討液體膨脹型自力式溫度調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵部件溫度傳感器的工藝設(shè)計問題。
    1、BURKERT電磁閥結(jié)構(gòu)也各不相同，文中主要以帶外感溫傳感器結(jié)構(gòu)的波紋管壓力平衡型自力式溫度調(diào)節(jié)閥為例，探討基于氣體膨脹原理的自力式溫度調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵部件—溫度傳感器的設(shè)計問題。
    推動閥桿動作的壓力信號由傳感器中的填充感溫氣體介質(zhì)的膨脹產(chǎn)生，并通過剛性毛細(xì)管將壓力信號傳遞波紋管腔室。作用在閥芯上的上部流體的壓力和下部流體的壓力經(jīng)過波紋管平衡組件平衡后的合力以及波紋管內(nèi)氣體感溫介質(zhì)產(chǎn)生的力全部通過彈簧力來平衡，其結(jié)果是推動力FA 和預(yù)置彈簧的彈力FF 方向相反，但大小相同，二力在等流量狀態(tài)下平衡。當(dāng)溫度在測量點基礎(chǔ)上上升或下降時，自力式溫度調(diào)節(jié)閥的控制與執(zhí)行系統(tǒng)可減少或增大流量。
    2、BURKERT電磁閥波紋管壓力平衡組件設(shè)計
    BURKERT電磁閥閥桿為對象分析波紋管壓力平衡組件的受力。向上的力有閥后介質(zhì)作用在閥芯上的壓力以及閥前介質(zhì)通過引壓管作用在波紋管平衡組件上的壓力，向下的力有閥前介質(zhì)作用在閥芯上的壓力以及閥后介質(zhì)作用在波紋管平衡組件上的壓力。此外，還有波紋管平衡組件偏離平衡位置的彈性力。
    根據(jù)以上的受力分析，設(shè)向上為正，并且閥前、閥后的壓力通過波紋管平衡組件*平衡，則有以下關(guān)系式：
    p2（AV- A桿）+p1（A 平- A桿）- p1AV- p2（A平- A桿）- k1x=0 （1）
    BURKERT電磁閥式中，AV為閥芯橫截面積，A平為波紋管平衡組件的波紋管橫截面積，A桿為閥桿的外橫截面積，m2；p1為自力式溫度調(diào)節(jié)閥中閥前壓力，p2為自力式溫度調(diào)節(jié)閥中閥后壓力，Pa；k1為平衡波紋管的剛性系數(shù)，N/m；x為彈簧偏離平衡位置的位移矢量，m。
    BURKERT電磁閥的過程：① 當(dāng)傳感器所測的介質(zhì)溫度升高時，傳感器內(nèi)的氣體體積膨脹并在閥件上施加驅(qū)動力FA。② 當(dāng)FA大于預(yù)設(shè)彈簧力FF后，閥門的開度變小，通過閥門的流體流量減少。③ 流量減少后，溫度降低，氣體體積收縮，F(xiàn)A減小，在FF的作用下，閥門的開度增大，如此調(diào)整直達(dá)到新的力平衡狀態(tài)，此時，閥芯到達(dá)新位置。
    BURKERT電磁閥閥桿的外橫截面積相對閥芯橫截面積很小可忽略，且平衡波紋管與波紋管和彈簧的平衡位置相同，以閥桿為研究對象，可得：
    BURKERT電磁閥由式（4）得：（5）由式（4）可見，在氣體膨脹型自力式溫度調(diào)節(jié)閥設(shè)計中，分析溫度傳感器內(nèi)感溫介質(zhì)隨溫度變化所產(chǎn)生的膨脹壓力是關(guān)重要的。
    BURKERT電磁閥是一種無需外來能源，依靠被測介質(zhì)自身壓力或溫度或流量變化，按預(yù)設(shè)定值，進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的控制裝置，是一種節(jié)能型儀表。它集控制、執(zhí)行諸多功能于一身。自成1個獨立的儀表控制系統(tǒng)。集變送器、控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能于一體。不同于一般含義上的控制閥。       自力式調(diào)節(jié)閥有自力式壓力（微壓）調(diào)節(jié)閥、自力式（壓差）流量調(diào)節(jié)閥、自力式溫度調(diào)節(jié)閥等幾類。自力式壓力調(diào)節(jié)閥是其家族成員之一，由于它無需外來能源，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，方便，維護(hù)工作量少等，特別適用于城市供熱、供曖及沒有供電、供氣又需控制的場合。據(jù)德報道，城市供熱、供暖系統(tǒng)采用該產(chǎn)品，熱效率比以前提高30%~40% 。
    節(jié)能顯著。
    本文僅就自力式壓力調(diào)節(jié)閥的原理、結(jié)構(gòu)特性及工程應(yīng)用經(jīng)驗進(jìn)行論述。
    1）按閥后、閥前控制分為兩類：自力式閥后（減壓）控制閥；自力式閥前（泄壓）控制閥。2）按是否帶指揮器分為兩大類：直接作用型自力式調(diào)節(jié)閥，如圖1所示；指揮器操作型自力式調(diào)節(jié)閥，如圖2所示。
    1.2 工作原理
    1）自力式閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座的節(jié)流后，變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過管線輸入上膜室內(nèi)作用在頂盤上，產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥后壓力。當(dāng)P2增加時，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤上的作用力大于彈簧的反作用力，使閥芯關(guān)向閥座的位置。這時，閥芯與閥座之間的流通面積減少，流阻變大，P2降低，直到頂盤上的作用力與彈簧反作用力相平衡為止，從而使P2降為設(shè)定值。
    同理，當(dāng)P2降低時。作用方向與上述相反，這就是閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理。
    2）自力式閥前壓力調(diào)節(jié)的工作原理同閥后壓力調(diào)節(jié)的工作原理,應(yīng)注意閥芯反裝。