(欧宾诺斯阀门（宁波）有限公司 浙江省宁波市 315000)
摘要：自动控制阀门可以对流动介质的流入流出量进行控制，使其满足管道运输要求，满足机械生产需求。阀门自动化控制能够进行自动调节，它的应用和操作灵活、简单且方便，所以，加大对纯机械自动控制阀门的研究具有重要意义，基于此，本文对机械自动控制阀门的设计及控制原理进行主要分析。
关键词：机械自动控制阀门;设计;控制原理
一、自动控制系统中的阀门概述
目前，我国常见的机械设备加工中对于自动控制阀门的应用较为广泛，其能够在机械加工中起着非常重要的控制作用。因为在机械设备加工过程中对于一些流体速度的控制非常重要，而通过自动阀门进行控制，能够有效地对加工过程中的流速及压力进行很好的调节分析，进一步使我国机械加工技术得到有效的提升，从而增强机械加工的稳定性。机械构建中自动控制阀门属于一种能够自我进行调节的重要零件，通过将大型机械设备中的流体进行相应灵活的导流、节流、分流等控制，从而使机械加工中的液体得到很好的控制使用，从而增加机械加工的整体效率。例如，在现代的机械加工过程中水蒸气、天然气、液体的各种金属等资源是加工中不可缺少的一部分。根据我国现阶段广泛应用的阀门形式能够大致分为以下3种：截断性阀门、真空类阀门以及特殊类阀门。其中，将截断类阀门应用于机械生产中进行控制接通与断开。真空类阀门则主要广泛应用在液体控制加工中。对于特殊阀门主要应用于较为特殊的环境中，其中包括了例如单阀门控制下的双向管道以及污水处理等各种特殊环境，这是目前机械加工中一种综合控制能力较强的控制系统形式。通过对于上述机械自动控制阀门应用过程中的一些具体研究，为了能够使今后阀门加工控制技术更加完善，从而推动我国机械加工技术的不断进步与发展。
二、机械自动化控制阀门的控制原理
当装置是在计时将要开始的情况下，这是会有一根弹簧用于折板和折现之间进行固定压缩的，从而使闸门被折现销控制住，然后如果需要进行放水。在半圆环到达最高的时候，管体会被闸门下方的粗长方体杆顶住，这时压缩弹簧会对折线形销进行加压，这时折线形销会进入到粗细长方形杆之间的台阶型槽内，然后计时就可以正式开始，计时开始的标志是会出现一声响，然后闸门被卡住并且保证不会掉落，阀门被关闭，计时也就正式开始了。计时开始之后水流的速度还是比较快的，水管前段也会被水快速填满，这时候可以水对管的压力看做每一处都是相等的，而水管和连通器是连接在一起的。为了使计时更加准确，可以设置3个变量，保证计时器到细管后端的运动时间为5分钟，当计时器达到最后端时，高磁性磁铁在压力之下发生移动，此时计时停止，闸门被释放，放水也在此时结束。细管中的水也会被慢慢排出，计时器回到原来的位置，方便下一次的计时。
三、机械自动化控制阀门的控制原理及控制单元设计
1、控制原理
弹簧推动阀芯，使进水口被堵塞、开启，从而完成阀门操控。而弹簧主要将土壤水分含量作为操作依据。弹簧的操作过程便是阀门自动控制过程，在控制单元中，含有湿敏材料，该材料会直接探测土壤水分含量，含量不同，材料表现也不同，当水含量过多时，湿敏材料在吸水后，体积会变大，这会占用弹簧面积，对弹簧造成挤压，所以弹簧会作用于阀芯上，使其启动。阀芯运行过程中会形成锥形面，该面在进出水口控制中发挥了重要作用。当进水口被堵塞后，阀门会自行关闭。缓冲弹簧可对阀门阀芯起到保护作用，使其不会受到膨胀湿敏材料的破坏。
2、自动控制单元设计
两种弹簧在阀门自动化控制中发挥了主要作用，所以要将其作为核心元件进行重点设计，使缓冲弹簧发挥缓冲保护和关闭阀门作用，使复位弹簧发挥开启作用。在自动控制单元具体设计中，需要完成以下两方面设计工作。其一，参数的设定。弹簧这种控制元件有自己的性能参数，只有参数合格合理，弹簧才会发挥作用，使阀门实现自动控制。针对缓冲弹簧和复位弹簧，设计人员需要合理确定弹簧参数，使其满足控制作用需求。在设计中，主要对弹簧的内外尺寸、弹簧丝直径及螺旋升角进行设计。弹簧在应用中，不仅会发生压缩拉伸，还会出现旋转，所以需要确定旋转角度，针对阀门自动化控制要求，还要确定弹簧的旋轉方向。弹簧在发挥作用时，其本身会接收相关荷载，如果荷载过大，会对弹簧间距造成影响，设计人员还应设计极限荷载，使其不会影响弹簧圈间距。
其二，设计方法。在阀门自动化控制设计中，若要保证阀门一直有效，则需要使控制单元中的弹簧一直处于安全可靠状态。弹簧的稳定性主要体现在弹簧参数上，设计人员需要控制弹簧参数，需要使弹簧更加稳定，如此弹簧才能满足阀门需求。在可靠性设计中，应对弹簧的性能参数进行设计，使相关的刚度和强度等得到保证，如此其在承受荷载时才不会出现失效问题。在性能参数设计中，设计人员应确定其计算方法和设计方法。在弹簧刚度设计中，需要对刚度参数进行计算。在计算前，应创建稳定条件，如使弹簧材料及弹簧丝保持不变，对弹簧刚度进行研究，发现该参数与弹簧圈数有直接关系，两者呈反相关关系。在实际应用中，设计人员应根据阀门自动控制要求，确定弹簧的变形量，该参数会决定弹簧圈数，如此弹簧刚度也可以被计算出来。弹簧变形量需要满足阀门自动控制要求，而弹簧刚度则要满足变形量要求。在弹簧强度计算中，需要确定弹簧丝的生角，需要使其正弦值和余弦值接近零和一。根据这些参数，可计算出弹簧的截面应力。该应力近似值计算中，需要涉及到剪应力、弹簧丝直径、弹簧中径等，弹簧中径需要与弹簧丝作比值，该比值参数大小直接关系到弹簧的稳定可靠性，设计人员还要控制该比值，使其不会影响弹簧丝卷绕过程。在弹簧稳定性计算中，需要通过控制该参数来调控侧向弯曲情况。当弹簧稳定性得到保证后，即使弹簧所受压力很大，其也不会影响弹簧使用效果。
四、建立机械系统阀门设计方案
对于机械构建中自动控制阀门的设计发展，必须要设计出一种非常优秀的控制方案，通过对于机械构建中关于自动控制阀门各种数据的不断分析，才能够实际进行相关设计工作的开展。首先，对于机械构建中自动化加工数据的利用，这是自动化加工中不可缺少的一部分，而自动控制阀门又是这个系统中不可或缺的重要组成，因此必须要保证自动控制阀门符合机械构建系统的需要。对于现代机械构建自动化控制中，要想实现相关系统的内部资源共享，还需要建立相关的操作模型。而机械运转加工能力还需要通过不断提高现代技术，在进行自动控制阀门应用的过程中进行数据检验，从而实现综合技术的开展。一般来说，在自动控制阀门的检验中，为了能够满足设计的相关要求，需要对阀门中的各种尺寸与圈数进行科学的规划，从而能够保证阀门中的弹簧与弹簧圈数符合相关的标准，达到自动控制的应用强度。其次，在加工自动控制阀门时的各项数据，需要根据实际的应用标准进行相关的设置，从而提升液体的稳定应用效率，保证资源的合理利用。对于自动控制阀门在机械构建中的应用，能够使内部的系统压力进行及时的自动调节，从而满足现代资源的综合使用情况。
结束语
机械自动化控制阀门作用优势主要来自控制单元，设计人员要重点设计该单元，使其自动调节能力和控制能力得到保证。自动控制单元应能及时探索到作用对象的运行情况，及时根据其运行需求，作出有效调控，使作用对象处于正常运行状态。该种阀门可作用于不同的领域，设计人员还要结合不同行业作用需求，设计合理的自动控制阀门和控制单元。
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]张定三.纯机械自动控制阀门的设计及控制原理探讨[J].决策探索（中），2017（10）：69-70.