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调节阀基础知识

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气动调节阀工作原理

气动调节阀就是以压缩空气为动力源,以气缸为执行器,并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门,实现开关量或比例式调节,接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单,反应快速,且本质安全,不需另外再采取防爆措施。

气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型(Air to Open) 是当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上限时,阀门处于全开状态。反过来,当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。

故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时,阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时,阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。气动调节阀的气开或气关,通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时,调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全?

举例来说,一个加热炉的燃烧控制,调节阀安装在燃料气管道上,根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时,宜选用气开阀更安全些,因为一旦气源停止供给,阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。 如果气源中断,燃料阀全开,会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备,热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却,调节阀安装在冷却水管上,用换热后的物料温度来控制冷却水量,在气源中断时,调节阀应处于开启位置更安全些,宜选用气关式(即FO)调节阀。 阀门定位器

阀门定位器是调节阀的主要附件,与气动调节阀大大配套使用,它接受调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位状况通过电信号传给上位系统。

阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。

阀门定位器能够增大调节阀的输出功率,减少调节信号的传递滞后,加快阀杆的移动速度,能够提高阀门的线性度,克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响,从而保证调节阀的正确定位。

用执行机构分气动执行机构,电动执行机构,有直行程、角行程之分。用以自动、手动开闭各类伐门、风板等。

流量特性

流经阀门的流量随着行程从0到100%变化时与阀门行程之间的关系 固有流量特性指经过阀门的压力降恒定时观察到的流量特性 线形流量特性 快开流量特性 等百分比流量特性

安装流量特性指压力降随着流量和系统中其他变化而变化的工况下获得的流量特性

定位器原理分析

电气阀门定位器是把调节器输出的4-20MA电流信号转换成驱动气动执行机构的气信号,它可以起到电气转换器和气动阀门定位器组合使用的作用。是调节阀的主要附件之一。电气阀门定位器是根据力平衡原理制作的,如下图所示,控制室输出一个4-20mA的电流信号,定位器中的电磁组件接受电流信号后产生一个作用力,使挡板与喷嘴的间隙发生变化,从而使喷嘴背压上升(或下降),继动器输出增加(或减小),继动器的输出压力进入执行机构气室,使执行机构的推杆产生位移(即改变了阀门的开度), 这个位移通过返馈杠杆行程调整机构和反馈弹簧在挡板上产生一个负反馈力,使挡板朝反方向移动,直到电磁铁的力与负反馈力达到平衡,阀门则处于一个相对平衡的位置;当输入信号发生变化时,则重复上述过程,达到一个新的平衡位置,从而使阀的位置与输入信号严格对应。

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