• 气动调节阀仪控部件工作原理
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*节  气动调节阀介绍

执行机构是自动调节系统的重要组成部分，通常用其来调节流入（或流出）调节对象的物质或能量，以实现对热力生产过程中各种热工参数的自动控制，所以又称为调节系统的终端控制元件。一个自动调节系统即使设计合理、装置设备，但如果调节机构选择不当，如特性不好或调节范围不合适，仍然会使调节系统出现异常。上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。 

由于调节机构直接与工作介质接触，使用条件恶劣，所以容易出现故障，比如调节阀尺寸选择不合理或特性不适宜，使调节质量不高；调节阀通流部分被腐蚀、堵塞，使其工作特性变坏；调节阀的机械性能差，动作不灵敏或产生振荡等。因此91视频看看簧色在对气动执行机构进行检修和维护时，必须对调节机构的结构、原理、特性等进行了解，以保证工作的顺利进行，这是保证自动调节系统正常工作的基础。 

一、气动调节阀的构成

控制阀主要由两大部分组成： 阀体＋执行器

二、气动调节阀的功能

1、控制阀门的开关，保证阀门正常工作所需的行程

2、提供阀门关闭时所需的关闭力

3、具备一定的开关速度，保证使用要求

4、与相关附件联合使用，满足意外故障时阀门的理想位置（故障时阀门打开，或关闭，或即时原位锁定）

三、气动调节阀的流量特性：

1、气动调节阀的流量特性是指控制阀的行程在0－100％的范围内与对应的流经控制阀的流量之间的关系。

2、压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。

3、在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量特性。

四、气动调节阀的流量特性有三种：

1、快开流量特性

2、线性流量特性

3、等百分比流量特性

第二节  气动执行机构及其控制装置功能

    执行机构是驱动调节阀的动力装置，有气动、电动、液动等方式，其中气动执行机构以其维护工作简单、动作速度较快、具有防爆性、以及容易得到较大力矩等优点，被广泛应用于各种场合。 

    气动执行机构有薄膜式和气缸两种。薄膜式通常单端进气、弹簧复位，对于不同的进气方向又分为气开式（进气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）和气关式（进气关闭阀门，失气弹簧复位打开阀门）。由于薄膜式气动执行机构中的薄膜耐受压力较小，通常在2kg/cm以下，因此，如果应用在力矩较大的调节阀上时，就必须增加薄膜的面积，使执行机构的体积变得十分庞大；而气缸式执行机构的活塞和缸体均可以耐受较大的气源压力，而且缸体可以造得很长，因此可用在力矩大、行程长的阀门上。但气缸也有它的缺点，由于活塞与缸体之间有相对运动，就有可能产生不可预见的磨擦力，如缸体锈蚀、密封圈张力不均匀等原因，使得执行机构卡涩造成调节失灵。而薄膜阀由于结构的特点，不会产生上述故障，这也是薄膜阀的优势。

气动执行机构控制装置的主要组成部件和功能： 

91视频看看簧色：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作压力；

过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清洁。许多产品是91视频看看簧色和过滤器一体化设计；

电/气转换器（E/P）：将控制系统来的4-20mA电流信号转换成0.02-0.1MPa/cm2 （ 3-15psi ）的气压控制信号；

定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进行控制；

位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移动，转换成4-20mA电信号，线性地反映阀门的开度；

行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以发出阀门全开和全关的信号送到控制系统；

为了实现某些特殊的控制功能，一些执行机构上还配备了其他的控制部件，如实现联锁功能的电磁阀，实现保位功能的锁气器，加快动作速度的气放大器，失气时维持短时操作的储能罐等等。 

    执行机构控制部件生产厂家很多，结构也有很大差异，但他们利用的原理都很近似，电/气转换和定位器主要采取两种形式，即E/P、定位器分开和一体化设计，而定位器又分为气动机械平衡式和智能型。控制部件中E/P、91视频看看簧色、气动机械平衡式定位器都是利用力平衡原理进行调节的。

第三节  气动执行机构控制装置工作原理

下面重点介绍电/气转换器和定位器等控制部件工作原理：

• 力平衡式E/P工作原理：

上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。在其内部有一线圈，当调节器（变送器）的电流信号送入线圈后，由于内部*磁铁的作用，使线圈和杠杆产生位移，带动挡板接近（或远离）喷嘴，引起喷嘴背压增加（或减少），此背压作用在内部的气动功率放大器上，放大后的压力一路作为转换器的输出，另一路送到反馈波纹管。输送到反馈波纹管的压力，通过杠杆的力传递作用在铁芯的另一端产生一个反向的位移，此位移与输入信号产生电磁力矩平衡时，输入信号与输出压力成一一对应的比例关系。即输入信号从4mA.DC改变到20mA.DC时，转换器的输出压力从0.02～0.1Mpa变化，实现了将电流信号转换成气动信号的过程。 图中调零机构，用来调节转换器的零位，反馈波纹管起反馈作用。调整量程主要是调整E/P量程跨度 。

二、力平衡式定位器工作原理：

上图气动阀门定位器是按力平衡原理设计和工作的。如图下图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到新的平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。当通入波纹管的信号压力减少时，使杠杆2绕支点转动，档板离开喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向上移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作顺时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧压缩、弹簧对杠杆2的压力与信号压力作用在波纹管上的力达到新的平衡状态。此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。

    以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。气源压力连接到83L型气动放大器。气动放大器内的固定节流孔限制喷嘴的流量，这样当挡板没有挡住喷嘴时，空气能够排放得比进气速度要快。

    从控制设备来的输入信号连接到波纹管。当输入信号增加时，波纹管膨胀并推动平衡梁。平衡梁围绕输入轴转动，使挡板靠近喷嘴。喷嘴压力增加，然后通过气动放大器的作用，增加至膜片式执行机构的输入压力，膜盒内压力的增加会使得执行机构推杆向下移动。推杆的移动通过一个凸轮反馈到平衡梁。当凸轮移动时，平衡梁围绕反馈支点旋转，并移动挡板使其离开喷嘴。喷嘴压力减少，并降低机构压力，推杆继续下移，使挡板离开喷嘴，直到达到平衡。

当输入信号减少时，波纹管收缩（在内部量程弹簧的帮助下），平衡梁围绕输入轴旋转，从而移动挡板，使其离开喷嘴。喷嘴压力减少，因而气动放大器允许膜盖里的压力释放到空气中去。执行机构推杆向上移动。通过凸轮，推杆的移动被反馈到平衡梁云重新定位挡板，使其更靠近喷嘴。当平衡条件达到时，推杆停止移动，挡板被定位，防止膜盖里的压力进一步降低。

    对于反作用定位器，工作原理是类似的，只不过当输入信号增加时，膜盖中的压力降低。反之，输入信号减少时，膜盖中的压力增加。

• 智能定位器工作原理：

西门子SIPART PS2智能电气阀门定位器 

    SIPART PS2 型智能电气阀门定位器的工作原理与传统定位器*不同。采用微处理器对给定值和位置反馈进行比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的空气流量。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制偏差很大时（高速区）。定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区），定位器输出脉冲连续；当控制器偏差很小时（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。 

1)如果选择了“turn"，不能设置33 °； 

2)如果选择了1. YFCT=turn，仅出现参数； 

3)如果选择12.SFCT=FrEE，添加设置点出现； 

4)NC 意味: 执行机构开关打开或低位，NO 意味: 执行机构开关关闭或高位； 

5)Normal(常规)意味: 高位*，Inverted(反常规)意味:低位*。 

SIPART PS2 可以在组态模式下对如下设置进行组态： 

• 输入电流范围 0 至 20 mA 或 4 至 20 mA  
• 设定点上升或下降特性 
• 定位速度限值 (给定值斜率) 
• 分程; 可调整起始值和满刻度值 
• 响应阈值 (死区)；自动设定或人工设定 
• 动作方向；随设定点上升而上升或下降的输出压力 
• 定位范围的限值 (起始刻度和满刻度值 ) 
• 执行机构位置的限值 (报警):小值和大值 
• 自动“紧密关闭" (用于 6DR5...可调制响应阈值) 
• 行程可以根据阀门特性进行校正，可有如下选择： 
  • 线性特性 
  • 等百分比特性 1: 25，1: 33 和 1: 50 
  • 反等百分比特性 1: 25，1: 33 和 1: 50 
  • 任意特性，输入多达 21 添加点的多边形折线。 
• 二进制输入功能 
• 报警输出功能。 

西门子SIPART PS2智能定位器参数表

备注：因出厂时间不同参数表可能有所差别。

• 91视频看看簧色工作原理

如下图压缩空气经过过滤后由输入口进入输入压力室（红色部分），或输入压力室内安装过滤装置，经过阀芯后进入输出腔室（蓝色部分）。

当输出腔室的气压大于膜片上弹簧压力时，膜片向上移动，阀芯也向上移动，输入气源被阀芯隔断，输出腔室内的压缩空气通过膜片和阀芯顶部之间间隙进入排空腔室（黄色部分）由排气孔排出，使输出压力减小。

当输出腔室的气压小于膜片上弹簧压力时，膜片向下移动，输入气源通过阀芯和阀座之间间隙进入输出腔室，使输出腔室内的压力上升。只有当输出压力与弹簧压力一致时，阀芯和阀座间隙固定，输出压力稳定。

因此91视频看看簧色只要调整91视频看看簧色顶部的调整螺丝，就控制输出压力。

• 气动继动器（流量放大器）的工作原理：

气动继动器按力平衡原理设计。它由端盖(1)、环室(2)、膜片组件(3)、阀芯组件(4)、阀体组件(5)和调整用的针阀(P)等组成。(见下图)
　　

输入信号进入膜室作用膜片组件(17)产生位移,从而改变阀芯与阀座的开度，使输出信号相应变化，输出信号的变化在膜片组件上实现反馈，直至输入信号与输出信号相平衡，此时继动器具有稳定的输出值。调整调节针阀P，可以改变气动继动器的平衡时间，即执行机构动作速度，从而获得较为理想的调节品质。  

• 锁气器工作原理：

锁气器也是按力平衡原理设计的，工作膜片两端：一侧是密闭的控制气室，另一侧是保护定值弹簧（有可调和不可调两种），当控制气压力大于定值弹簧压力时，控制气压通过工作膜片将定值弹簧压缩，使阀芯离开阀座，信号气源通过阀芯输出，当控制气压力小于定值弹簧压力时，被压缩的弹簧释放，使阀芯靠近阀座，信号气源被隔断，达到失气保持目的。

控制阀的三断保护： 

控制阀在过程控制系统的重要作用是人所共知的，控制阀正常工作时需要系统提供气（电）源、信号源，其气（电）源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的基础的保证。由于控制阀工作的重要性要求，因此，要求过程控制系统要保证气（电）源、信号源能够正确、连续的提供给控制阀。 

控制阀的三断保护指：

断气源保护、断电源保护、断信号源保护

三断保护实际运用：

   力平衡定位器（控制阀配力平衡定位器）

• 双锁气器用法其工作原理如下：
     1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的小值时启动。
     2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

3、断信号：当控制系统信号故障（失信号）时，失电（信号）比较器检测到后，断掉单电控电磁换向阀的电压信号，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

4、双锁气器原理：运用两个锁气器当控制信号压力低于20Kpa或动力气源失去时，锁气器自动关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

智能定位器的三断保护：

智能定位器是由智能定位器、锁气器与阀门组成，与双锁气器控制回路相似，智能定位器本身具有断电源保位功能，断信号时可选择保持原位、全关、全开功能，取消失信号锁气器，保留失气源锁气器。工作原理，当失信号（控制信号故障）时，通过定位器组态，选择阀门保持位置，当动力气源故障时，锁气器自动关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。工作原理图略。与本文相关的论文有：益海嘉里粮油加工中91视频看看簧色应用案例