Можно смоделировать регулирование потока, регулирование давления и управление направленным потоком с блоками клапанов библиотеки жидкостей. Регулирующие поток клапаны, такие как задвижка, ограничивают объемную скорость потока жидкости через клапан. Регулирующие давление клапаны ограничивают рабочее давление клапана путем открытия или закрытия клапана на основе давления или путем отвода избыточного потока.
Направленные клапаны соединяют различные пути потока на основе перемещения центрального поршня управления. Они могут быть пропорциональной площади, например, четырехстороннего направленного клапана или пропорционального давления, такого как запорный клапан. Направленные клапаны, такие как челночный клапан, также могут управлять переключением потока.
Пропорциональные направленные клапаны сконфигурированы на основе путей потока, которые открываются и закрываются, когда поршень управления перемещается, и классифицируются по:
Количество внешних путей или соединительных портов
Количество положений, которые клапан может принять
Непрерывное или дискретное движение
Направляющие клапаны в библиотеках Изотермическая Жидкость, Тепловая Жидкость и Газ состоят из двухсторонних, трехсторонних и четырехсторонних направляющих клапанов с одним непрерывным поршнем управления. Блочные порты названы так, чтобы они соответствовали общим соединениям:
P - Порт насоса или давления
T - Порт бака или возврата
A, B - Порты загрузки
X, Y - Порты управления
Кроме того, можно добавить механические эффекты к клапану, соединяя блоки моделирования демпфированием, трением и жёстким упором к сигналу привода клапана, например, в примере 4-Way Directional Valve with Mechanical Effects.
Можно смоделировать управление сервоприводом или электромагнитным клапаном с блоками из сублибрарии привода клапана, такими как привод пропорционального клапана или привод управляемого клапана (IL). Для моделирования управления соленоидами можно также использовать блок Solenoid из библиотеки Simscape Electrical.
Блок привода мультипозиционного клапана может быть соединен с направленными клапанами, чтобы контролировать положение золотника клапана в соответствии с входными сигналами или временем переключения.
Пропорциональный направленный по потоку клапан характеризуется своим начальным открытым путем потока, путями потока, которые открываются или закрываются с положительным или отрицательным перемещением органа управления, и смещением открытия отверстия. Связь между поршнем управления штриха и отверстием определяет, перекрывается ли отверстие, подстилается ли оно или нейтрально.
Когда четырехсторонний, трехпозиционный направленный клапан имеет все порты, закрытые в нейтральном положении, клапан, соединенный с приводом двойного действия, выглядит следующим образом:
Когда поршень управления перемещается в положительном направлении, вправо на схеме клапана, пути потока P-A и B-T открываются. Когда поршень управления перемещается в отрицательном направлении, налево на схеме клапана, пути потока P-B и A-T открываются. Это строение для положительного и отрицательного смещения схематически представлена как:
где прямоугольник слева представляет соединения с положительным перемещением золотника, а прямоугольник справа представляет соединения с отрицательным перемещением золотника.
В четырехстороннем двухпозиционном клапане дополнительные строения потока могут открываться только во время перехода. Для примера установите блок 4-Way 2-Position Directional Valve (IL) в этот клапан строения
где:
Positive spool position open connections установлено на P-A and P-B.
Negative spool position open connections установлено на P-A and B-T.
приводит к открытым путям потока P-A, P-B и B-T, когда золотник переходит между положительным и отрицательным положениями.
Примечание
В блоках 4-Way 3-Position Directional Valve (IL) и 4-Way 2-Position Directional Valve (IL) можно:
Выберите предварительную параметризацию на основе таблиц данных производителя. Это можно задать в разделе описания диалогового окна блоков.
Визуализируйте характеристики открытия каждого отверстия в клапане. Щелкните правой кнопкой мыши по блоку и выберите Fluids > Plot Valve Characteristics.
В блоках 4-Way 3-Position Directional Valve (IL) и 4-Way 2-Position Directional Valve (IL) положение золотника при параметре максимальной площади постоянного отверстия указывает абсолютное положение золотника, при котором это отверстие полностью открыто. Для примера, когда клапан сконфигурирован для пути потока P-A, отверстие P-A открыто при значении, заданном в параметре Spool position at maximum P-A orifice area. Отверстия, идентифицированные в параметре Positive spool position open connections, должны иметь положительное положение золотника при максимальном открытии. Отверстия, идентифицированные в параметре Negative spool position open connections, должны иметь отрицательное положение золотника при максимальном открытии. Если эти клапаны также не идентифицированы в параметре Neutral spool position open connections, они должны быть закрыты в положении золотника 0.
Перемещение золотника между параметром закрытого и открытого отверстия является штрихом, которая открывает отверстие. Если для Area characteristics задано значение Different for each flow pathперемещение золотника между закрытым и открытым отверстиями может быть задано по-разному для каждого пути потока.
Чтобы проверить, что определенные положения золотника для каждого положения открытия и закрытия отверстия содержат последовательное строение, параметр Consistency check for neutral spool position open connections может уведомить вас, являются ли значения параметризации противоречивыми, когда золотник находится в нейтральном положении. Предупреждение или ошибка генерируются при построении или обновлении графика строения клапана.
В блоках 4-Way Directional Valve (TL) и 4-Way Directional Valve (G) параметром максимального открытия клапана является штрих отверстия, который соответствует перемещению золотника между параметром закрытого и открытого отверстия в блоках изотермической жидкости. Находящиеся под Valve Opening Offsets параметры, такие как Between ports P and A, идентифицируют перемещение золотника от нейтраля, при котором путь потока начинает открываться для каждого отверстия, такого как отверстие между портами P и A. Эти параметры соответствуют положению золотника при минимальном открытии отверстия.
В блоках 4-Way 3-Position Направленный Клапан (IL) и 4-Way 2-Position Направленный Клапан (IL) можно визуализировать площадь постоянного отверстия для каждого пути потока как функцию от положения золотника:
Эта визуализация показывает четырехсторонний трехпозиционный клапан, сконфигурированный с:
Positive spool position open connections установлено на P-A and B-T
Neutral spool position open connections установлено на A-T and B-T
Negative spool position open connections установлено на P-B and A-T
Area characteristics установлено на Different for each flow path
Orifice parameterization установлено на Tabulated data - Volumetric flow rate vs. spool travel and pressure drop
Со следующими значениями, измененными по умолчанию для блоков:
Spool position at maximum A-T orifice area установлено на -0.004 m
Spool position at maximum B-T orifice area установлено на 0.006 m
B-T orifice spool travel vector, ds установлено на [0, .00125, .0025, .00375, .0065] м.
Визуализация показывает, что отверстия A-T и B-T имеют ненулевую скорость потока жидкости или открыты, когда положение золотника 0. Отверстие B-T полностью закрыто при перемещении золотника до -0,0005 м; он полностью открыт на 0,006 м и имеет длину открытия 0,0065 м. Отверстие A-T полностью закрыто на 0,001 м; он полностью открыт на -0,004 м и имеет длину открытия 0,005 м.
Изменение Spool position at maximum P-A orifice area на 0.003 m приводит к открытому отверстию P-A, когда золотник находится в нейтральном положении, что нарушает настройки строения клапана. Это происходит потому, что последний элемент P-A orifice spool travel vector, ds, больше, чем Spool position at maximum P-A orifice area, что означает, что клапан должен начать открываться, когда золотник все еще находится в отрицательном положении:
Таблицы данных производителя обеспечивают кривые скорость-перепада давления для различных путей потока направленного клапана. Можно параметризовать блок направленного клапана с данными производителя путем установки Orifice parameterization в Tabulated data - Volumetric flow rate vs. spool travel and pressure drop.
Если вы не хотите вручную вводить данные из таблицы данных, можно использовать функцию MATLAB File Exchange grabit для извлечения точек данных из графика изображения:
Войти grabit() в MATLAB® командная строка.
Из графического интерфейса пользователя щелкните Load Image, чтобы загрузить кривую клапана в формате PNG, TIF, JPG, GIF или BMP.
Калибровать изображение можно путем выбора областей значений осей и ввода значений области значений. Начните, нажав на x -ось источник, вводя 0 в появившемся поле и нажатием Enter.
Щелкните Grab Points, чтобы начать сбор данных, щелкнув мышью вдоль требуемой кривой. Чтобы собрать другой набор данных, нажмите Enter и нажмите Grab Points еще раз.
Щелкните Save to file as, чтобы сохранить набор данных как P_A_pressure_drop.mat в рабочей директории.
Введите сохраненные переменные в качестве настройки параметра:
4-Way 2-Position Directional Valve (IL) | 4-Way 3-Position Directional Valve (IL) | 4-Way Directional Valve (G) | 4-Way Directional Valve (TL) | Multiposition Valve Actuator
