EVL系列低壓電空減壓閥核心采用“電子信號精準控制+先導式分級壓力調節+實時閉環反饋校準”的深度融合工作模式,核心依賴五大關鍵部件協同運作:具備信號放大與邏輯運算功能的控制器基板(內置高精度信號處理芯片)、負責先導氣流切換的電磁式3通閥(響應速度達毫秒級)、用于壓力采集的半導體壓力傳感器(采集精度達0.1kPa)、實現力傳遞與閥口調節的彈性膜片(采用耐老化丁腈橡膠復合材質),以及控制主氣流通斷的供氣閥(不銹鋼閥座+橡膠閥芯)與排氣閥(鋼球密封結構)。通過各部件的精準配合,設備可實現0~50kPa低壓區間的穩定控制,其核心邏輯是將外部電子信號轉化為機械調節動作,再通過實時壓力反饋修正偏差,從而突破傳統減壓閥在低壓區間控制精度不足的瓶頸。其整體工作流程可細分為啟動初始化、壓力調節、動態反饋補償及特殊排氣保障四個關鍵環節,各環節無縫銜接確保設備穩定運行。
啟動初始化階段是設備精準工作的基礎,需滿足嚴苛的前置條件。首先,設備接入DC24V穩定電源,且電源波動率需控制在1%以下,避免電壓波動影響控制器基板的信號處理精度;基板通電后完成自檢,包括3通閥、壓力傳感器等核心部件的狀態排查,自檢通過后進入信號接收就緒狀態,可適配0~10VDC(輸入阻抗20kΩ)、0~5VDC(輸入阻抗10kΩ)、4~20mADC或1~5VDC(輸入阻抗250Ω)等多種外部輸入信號,部分型號還支持10kΩ可變電阻信號輸入。與此同時,供給側需接入140~160kPa的清潔壓縮空氣,空氣需符合JIS B 8392-1:2012(對應ISO 8573-1:2010)中1:3:2的等級標準,即固體顆粒等級1、水等級3、油等級2,防止雜質或油污磨損閥口、堵塞氣道。氣流進入設備后,先經過前置過濾結構(部分型號集成)初步凈化,再進入先導閥體腔室完成預充壓,使先導腔壓力穩定在安全區間。需特別注意,此階段設備通過持續放氣方式維持初始壓力平衡,M3規格的放氣口會以約4?/min(ANR)的流量持續排出少量氣體,目的是清空閥內殘留壓力、預熱閥芯與膜片,避免啟動瞬間的壓力沖擊影響后續調節精度,此過程需確保放氣口無遮擋。
壓力調節階段是核心環節,采用“先導控制主閥”的分級調節方式,實現低壓區間的精細控制。當控制器基板接收到外部輸入信號后,內置芯片會將信號轉化為對應的脈沖控制指令,驅動電磁式3通閥的閥芯動作——3通閥通過改變內部氣道連通狀態,精準調節先導氣流的通斷與流量大小,其響應時間極短,可快速適配信號變化。具體調節邏輯如下:當需要提升輸出壓力時,控制器發出增大先導氣流的指令,3通閥打開先導供氣通道并增大開度,使膜片上腔的先導壓力逐步降低;由于膜片下腔與供給側主氣流連通,在壓力差作用下,膜片向上形變,帶動與之聯動的供氣閥(閥座為不銹鋼材質,閥芯為特殊丁腈橡膠,密封性能優異)開度逐漸增大,更多清潔壓縮空氣經供氣閥進入輸出側氣路,輸出壓力隨之逐步上升,直至接近目標值。當需要降低輸出壓力時,控制器發出減小先導氣流的指令,3通閥減小先導供氣開度甚至關閉,膜片上腔壓力在殘留氣流作用下升高,推動膜片向下形變,供氣閥開度隨之減小,同時排氣閥(鋼球+彈簧密封結構)在輸出側壓力作用下適度開啟,將輸出側多余氣體排出,輸出壓力逐步下降;排氣閥的開度由輸出側壓力與彈簧彈力的平衡關系決定,可避免排氣過快導致的壓力驟降。整個調節過程中,供氣閥與排氣閥的動作呈反向聯動,確保壓力調節的平穩性。
動態反饋補償環節是設備實現高精度控制的關鍵,形成“采集-比對-修正”的閉環控制鏈路。輸出側的半導體壓力傳感器實時采集當前輸出壓力數據,采集頻率高達數十次/秒,可精準捕捉微小壓力波動(最小可識別0.2%F.S.的壓力變化);傳感器將采集到的壓力物理信號轉化為1~5V的模擬電信號,經屏蔽線路傳輸至控制器基板,避免信號傳輸過程中的干擾。控制器基板內置的信號處理模塊將反饋信號與初始輸入信號進行精準比對,采用PID調節算法計算兩者的偏差值——若因負載變化、氣源壓力波動等因素導致輸出壓力偏離目標值,基板立即根據偏差值的大小與方向,微調3通閥的先導氣流控制量:偏差較小時,小幅調節3通閥開度,實現壓力的微幅修正;偏差較大時,增大調節幅度,快速推動壓力回歸目標值。這一閉環反饋機制,配合設備本身優異的結構設計,使線性度控制在±0.5%F.S.以下,遲滯控制在0.5%F.S.以下,重復性穩定在0.5%F.S.以下。需要說明的是,這些精度指標的實現,均基于電源電壓24.0±0.1VDC、無負荷、環境溫度25±3℃、供給壓力140~160kPa及壓力控制范圍10%~100%的標準工況,且僅適用于二次側為閉合回路的場景。
此外,設備針對低壓控制的特殊性,設計了專屬的排氣保障與適配結構。由于采用持續放氣方式,除壓力調節過程中排氣閥的動態排氣外,先導排氣口與M3放氣口會持續排出少量氣體,其中先導排氣口排出的是先導調節后的殘留氣流,放氣口排出的是閥內平衡氣流,兩者合計排氣流量約4?/min(ANR),實際使用中需確保這些端口完全暢通,嚴禁堵塞,否則會導致閥內壓力異常,直接影響調節精度甚至損壞部件。若應用場景對排氣集中管理有需求,可選用-E1排氣選項,該選項配備φ8快插接頭,可將所有排氣端口通過管路連接至集中排氣系統,安裝時需注意管路密封性,避免漏氣影響壓力穩定。同時,設備流路部采用無潤滑脂規格設計,所有與氣流接觸的部件均未涂抹潤滑脂,一方面避免了潤滑脂在低壓環境下可能出現的凝固、揮發問題,防止其堵塞氣道或污染下游設備;另一方面也適配電子、半導體等對氣源潔凈度要求極高的潔凈應用場景,無需額外安裝除油裝置即可滿足使用需求。
整體而言,EVL系列低壓電空減壓閥的工作原理,是在傳統先導式減壓閥基礎上,通過電子技術與機械結構的深度優化實現的技術突破。其核心亮點在于:采用分級調節模式,用高精度電子控制替代傳統機械調節,解決了傳統減壓閥在50kPa以下低壓區間調節靈敏度不足的問題;通過高頻次閉環反饋與PID算法,實現壓力的動態修正,保障了復雜工況下的控制穩定性;搭配無潤滑脂流路、持續放氣平衡等專屬設計,適配低壓控制的特殊需求。同時,設備的小型化結構設計(重量僅315g)、IP64的本體防護等級(電纜接插件達IP67),使其可適應不同安裝環境。正是基于這些原理設計,EVL系列能夠精準匹配自動化生產線中對低壓氣源有嚴格要求的場景,為氣動夾具、精密噴涂、微型元件裝配等應用提供穩定、精準的壓力保障。