Пневматические клапаны движутся медленно. В чём может быть причина?

Основной причиной медленного движения пневматических клапанов является «недостаточная мощность (сжатого воздуха)» или «чрезмерное сопротивление» для движения клапана, что приводит к тому, что привод толкает сердечник клапана/диск и другие компоненты с меньшей скоростью.

1. Проблемы с источником воздуха и системой воздушного контура (основная причина недостаточной мощности)

Источником энергии для пневматических клапанов является сжатый воздух. Давление источника воздуха, расход и бесперебойность работы воздушного контура напрямую определяют эффективность работы привода. Проблемы в любом звене приведут к недостаточной передаче мощности и замедлению движения.
(1) Давление источника воздуха не достигает номинального значения
Тяга/крутящий момент пневматического привода (цилиндрового/мембранного типа) положительно коррелируют с давлением источника воздуха. Если давление воздуха на объекте ниже номинального рабочего давления, предусмотренного конструкцией клапана (например, клапану требуется 0,4–0,6 МПа, а фактическое давление составляет всего 0,2 МПа), выходная мощность привода недостаточна и не позволяет быстро привести в движение компоненты клапана.
Распространённые сценарии: давление воздушного компрессора установлено слишком низким, давление в газовой сети завода нестабильно (потребление газа другим оборудованием в часы пик приводит к падению парциального давления), диаметр газопровода слишком мал, а потери давления при транспортировке на большие расстояния слишком велики.
(2) Недостаточный расход газа и недостаточная подача газа
Даже если давление источника газа соответствует стандарту, если расход сжатого воздуха, подаваемого на привод в единицу времени, недостаточен, скорость нагнетания/выпуска привода будет низкой, и срабатывание, естественно, будет медленным.
Конкретные причины:
Дроссельный клапан (например, регулирующий клапан скорости) в газовом контуре открыт слишком слабо, что искусственно ограничивает расход газа; Фильтр источника газа, редукционный клапан и уловитель масляного тумана (трехходовой фитинг) засорены, особенно фильтрующий элемент, который давно не менялся, что приводит к засорению примесями, что приводит к уменьшению диаметра газового тракта и снижению расхода;
Характеристики газового трубопровода и соединения не соответствуют друг другу, например, внутренний диаметр трубопровода меньше диаметра интерфейса привода, что образует «узкое место» и ограничивает расход газа.
(3) Утечка в газовом контуре, приводящая к потере давления/расхода.
Утечки сжатого воздуха при подаче непосредственно приводят к снижению фактического давления и расхода, достигающих привода, что приводит к недостаточной мощности. Наиболее распространённые места утечек: соединение воздухопровода с фитингом (незатянутое уплотнительное кольцо, повреждение резьбового уплотнения), старение и повреждение уплотнения цилиндра привода (утечка через уплотнения с обоих концов цилиндра), а также внутренняя утечка, вызванная износом сердечника электромагнитного клапана (неконтролируемая утечка газа непосредственно из впускного конца в выпускной).

2. Отказ исполнительного механизма (поломка/снижение выходной мощности)

Пневматические исполнительные механизмы (цилиндры, мембранные исполнительные механизмы и т. д.) являются основными компонентами, преобразующими энергию давления воздуха в механическую энергию. Внутренние неисправности могут непосредственно привести к недостаточной выходной мощности или задержке работы.
(1) Внутренний износ или заклинивание исполнительного механизма
Старение и износ уплотнения поршня цилиндра: уплотнение между поршнем и цилиндром выходит из строя, что приводит к утечке сжатого воздуха с одной стороны поршня на другую («прорыву»), уменьшая разницу давлений между двумя концами цилиндра, уменьшая тяговое/тяговое усилие и замедляя движение;
Износ и ржавчина на внутренней стенке цилиндра: после длительного использования на внутренней стенке цилиндра появляются царапины и ржавчина, увеличивая трение при движении поршня и даже вызывая заклинивание, что приводит к снижению скорости движения;
Разрыв мембраны мембранного исполнительного механизма: мембрана мембранного исполнительного механизма является ключевым компонентом, выдерживающим давление воздуха. После разрыва мембраны давление воздуха не может эффективно толкать шток, что приводит к медленному движению или даже к отказу.
(2) Поломка пружины привода (для приводов одностороннего действия). Привод пневматического клапана одностороннего действия использует пружину для достижения возврата (например, автоматического закрытия/открытия при потере воздуха). Если пружина устаёт, деформируется или ломается после длительного использования, её эластичность снижается, что приводит к медленному движению привода в сторону «возврата» (например, когда пружина толкает поршень при закрытии клапана).Заклинивание пружины: между пружиной и корпусом привода присутствуют посторонние частицы, которые препятствуют расширению и сжатию пружины, а также влияют на скорость движения.

3. Заклинивание компонентов корпуса клапана (основная причина чрезмерного сопротивления).

Заклинивание или повышенное трение сердечника клапана, штока клапана, уплотнений и других компонентов внутри клапана снижает мощность привода, что приводит к замедлению общего движения. Суть заключается в том, что «сопротивление > мощность».
(1) Чрезмерное трение между штоком клапана и сальником.
Слишком туго затянут сальник: Чтобы предотвратить утечку через шток клапана, при чрезмерной затяжке сальника трение между сальником и штоком клапана резко возрастает, что блокирует подъем/вращение штока клапана и замедляет движение сердечника клапана.
Старение и затвердевание сальника: После длительного использования сальник (например, графитовый, ПТФЭ) стареет и теряет эластичность. Контакт со штоком клапана превращается в «жесткое трение» вместо гибкого уплотнения, и сопротивление трению значительно увеличивается.
Ржавчина и деформация штока клапана: Шток клапана длительное время подвергается воздействию влажной или коррозионной среды, на его поверхности появляются ржавчина и заусенцы, или неравномерное усилие при монтаже вызывает деформацию, что увеличивает сопротивление трения при контакте с сальником и даже приводит к заклиниванию.
(2) Сердечник клапана/диск и седло клапана застревают, или трение увеличивается. Загрязнения на уплотнительной поверхности: Частицы в рабочей среде (например, шлак от сварки труб, ржавчина, твердые частицы) застревают между сердечником клапана и седлом клапана или прилипают к уплотнительной поверхности, что приводит к блокировке сердечника клапана/диска дроссельной заслонки во время движения и замедлению движения.
Износ или деформация сердечника клапана/седла клапана: Длительное воздействие эрозионной среды и термической деформации в условиях высокой температуры и высокого давления приводит к ненормальному зазору между сердечником клапана и седлом клапана, что приводит к появлению «жесткости» и увеличению сопротивления трения при движении.
Отложения в полости клапана: Вязкие вещества в рабочей среде (например, масло, шлам) скапливаются в полости клапана, покрывая сердечник клапана, шток клапана и другие движущиеся детали, создавая дополнительное сопротивление и затрудняя движение.
(3) Выход из строя компонентов привода клапана
Редуктор, муфта и другие компоненты привода клапана (компоненты, соединяющие привод и шток клапана) изношены или не смазаны: износ в месте зацепления шестерен приводит к чрезмерному зазору в передаче, что снижает эффективность передачи мощности; Муфта ослабевает и смещается, что приводит к «развалу» передачи мощности, и часть крутящего момента расходуется; недостаточная смазка компонентов трансмиссии увеличивает сухое трение между металлами, что влияет на скорость движения.

4. Другие внешние факторы

(1) Низкая температура окружающей среды
В условиях низких температур (например, на открытом воздухе зимой, в холодильных цехах) влага из сжатого воздуха легко конденсируется в лед, закупоривая фильтр, дроссельный клапан или внутренний канал привода в воздушном тракте; в то же время уплотнения и уплотнительные кольца привода затвердевают из-за низкой температуры, снижают эластичность, ухудшают герметичность и гибкость перемещения, что приводит к замедлению движения.
(2) Несоответствие выбора клапана условиям эксплуатации
Характеристики привода слишком малы: тяга/крутящий момент, необходимые для фактических условий работы клапана (например, высокое давление среды и большой диаметр клапана), превышают номинальную выходную мощность привода. Привод подобен «маленькой лошадке, тянущей большую телегу», и, естественно, движется медленно; Слишком высокая вязкость/плотность среды: если клапан перекачивает высоковязкую среду (например, асфальт и вязкий шлам), сопротивление потоку среды, протекающему через сердечник/диск клапана, значительно выше, чем у обычных жидкостей. Приводу приходится преодолевать большее сопротивление среды, что приводит к снижению скорости срабатывания.