技術的動作原理 - 圧力差における空気圧バルブと部品の連携

1。空気圧バルブとは何ですか？
空気圧バルブは、圧縮空気を使用してバルブを作動（開閉または流量を比例制御）させるデバイスです。主なコンポーネントには、バルブ本体、バルブステム、トリム （例：ボール、ディスク、プラグ）、シール、および空気圧アクチュエータが含まれます。圧縮空気はアクチュエータ内のピストンまたはダイヤフラムに作用し、閉鎖要素を位置決めするための直線または回転運動を生成します。迅速な作動、自動化の容易さ、信頼性の高い性能という利点があるため、空気圧バルブは、化学処理、石油・ガス、発電、天然ガスなどの重要な産業で広く使用されており、複雑なプロセス制御において重要な役割を果たしています。

2. 動作原理分析
空気圧バルブの動作は、周囲の空気を吸入し、不純物/水分を除去し、圧縮空気にする空気調製ユニット（通常はフィルター、レギュレーター、コンプレッサー）から始まります。この空気は、空気圧アクチュエータ（直線運動用のダイヤフラムタイプ、高力/ストローク用途のピストンタイプ）に配管を介して分配されます。
例：空気がダイヤフラムアクチュエータのチャンバーに入ると、ダイヤフラムは圧力下で弾性的に変形し、バルブステムを変位させます。ステムは、この運動を機械的にトリム （例：プラグ、ボール、またはディスク）に伝達し、それによってバルブ本体を開閉または流量を調整します。

ノーマルオープン（NO）空気圧バルブ:

デフォルトの状態: スプリング力は閉鎖要素（例：プラグ）を開いた状態に保ち、途切れることのない流体流量を確保します。

作動時: 制御信号（例：ソレノイドバルブの通電）がアクチュエータに空気圧をかけると、ピストン/ダイヤフラムがスプリング力に打ち勝ち、ステムを駆動して閉鎖要素を閉位置に移動させ、流量を遮断します。

ノーマルクローズ（NC）空気圧バルブ:

デフォルトの状態: スプリング力は閉鎖要素を閉位置に維持し、流量をブロックします。

作動時: アクチュエータに空気圧をかけると、スプリングが圧縮され、ステムが後退して閉鎖要素を開き、流量を許可します。

ピストン空気圧アクチュエータ の動作原理も同様に、ピストン全体での 差圧 に依存しています。加圧空気がピストンチャンバーの片側に加えられると、ピストンロッドを駆動するための直線力が生成されます。この運動は、バルブステムを介して機械的に伝達され、閉鎖要素（例：プラグ、ボール、またはディスク）を位置決めします。ピストンアクチュエータは、ダイヤフラムタイプよりも 高い推力出力を提供し 、より大きな作動力を必要とする 大口径バルブや高圧用途に最適です。

3.調整機能の実装

特定の空気圧バルブは、基本的なオン/オフ制御を超えて 流量調整機能 を組み込んでいます。これは、 Vポートボール または 偏心ロータリープラグ などの特殊な閉鎖要素設計によって実現されます。

Vポートボールの動作:
ボールの回転は、ボールとシートの間のV字型オリフィス面積を変更します。ボールが0°から90°に回転すると：

開口相: 流量面積回転角度→流量が増加

閉鎖相: 流量面積（90° - 回転角度）→流量が減少

制御メカニズム:
正確な調整には以下が必要です。

位置決めシステム: バルブポジショナーは、制御信号（4-20mA/空気圧）を正確な空気圧変調に変換します。

アクチュエータ応答: 変調された空気圧がアクチュエータを駆動して、目標回転角度を実現します。

流量特性: Vポートの設計されたプロファイルは、直線/等パーセント流量特性を提供します。

 空気圧バルブ の動作原理と性能特性 （迅速な作動、正確な流量制御、フェイルセーフ機能など）を徹底的に理解することで、エンジニアは以下が可能になります。プロセスパラメータを最適化する（例：応答時間、圧力設定点）。サイクルタイムの短縮を通じて生産効率を向上させる。

エネルギー消費とメンテナンスのダウンタイムを最小限に抑えることで運用コストを削減する。

 製品 基準を満たす信頼性の高い遮断と漏れ制御により、生産チェーンの安定性を確保する。

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