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閥門定位器的工作原理、作用、分類及常見故障

發布時間:2020/9/28 17:18:22

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閥門定位器是控制閥的主要附件,它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號,以控制器輸出信號作為設定信號,進行比較,當兩者有偏差時,改變其到執行機構的輸出信號,使執行機構動作,建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應關系。本文重點講解閥門定位器的工作原理、作用、分類及常見故障。

 

一、機械式氣動閥門定位器的工作原理

 

▲閥門定位器結構示意圖

 

圖中基本將機械式氣動閥門定位器的部件一一說清楚,接下來就是看它如何工作的?

 

氣源來自于空壓站的壓縮空氣,在閥門定位器氣源進口前段還有一個空氣過濾減壓閥,用于壓縮空氣的凈化。從減壓閥出口的氣源從閥門定位器進入,至于多少氣量進入閥門的膜頭,根據控制器的輸出信號決定。

 

控制器輸出的電信號是4~20mA,氣動信號是20Kpa~100Kpa,從電信號到氣信號是通過電氣轉換器進行的。

 

當控制器輸出的電信號轉變為與之相對應的氣信號時,然后將轉換后的氣信號作用在波紋管上。杠桿2則繞著支點運動,杠桿2下段向右運動靠近噴嘴。噴嘴的背壓增加,經過氣動放大器放大后(圖中那個帶小于符號的部件),將氣源的一部分送入到氣動薄膜的氣室,閥桿帶著閥芯向下自動逐漸將閥門開度變小。此時,與閥桿相連的反饋桿(圖中擺桿)繞著支點向下移動,使軸的前端向下移動,與其連接的偏心凸輪做逆時針旋轉,滾輪順時針旋轉向左移動,從而拉伸反饋彈簧。由于反饋彈簧拉伸杠桿2下段向左移動,此時就會與作用在波紋管上的信號壓力達到力平衡,于是閥門就固定在某個位置不動作了。

 

二、閥門定位器的作用

 

1)用于對調節質量要求高的重要調節系統,以提高調節閥的定位精確及可靠性。

 

2)用于閥門兩端壓差大(△p>1MPa)的場合。通過提高氣源壓力增大執行機構的輸出力,以克服液體對閥芯產生的不平衡力,減小行程誤差。

 

3)當被調介質為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時,為了防止對外泄漏,往往將填料壓得很緊,因此閥桿與填料間的摩擦力較大,此時用定位器可克服時滯。

 

4)被調介質為粘性流體或含有固體懸浮物時,用定位器可以克服介質對閥桿移動的阻力。

 

5)用于大口徑(Dg>100mm)的調節閥,以增大執行機構的輸出推力。

 

6)當調節器與執行器距離在60m以上時,用定位器可克服控制信號的傳遞滯后,改善閥門的動作反應速度。

 

7)用來改善調節閥的流量特性。

 

8)一個調節器控制兩個執行器實行分程控制時,可用兩個定位器,分別接受低輸入信號和高輸入信號,則一個執行器低程動作,另一個高程動作,即構成了分程調節。

 

三、閥門定位器的分類

 

1、閥門定位器按輸入信號分為氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能閥門定位器。

 

1)氣動閥門定位器的輸入信號是標準氣信號,例如,20~100kPa氣信號,其輸出信號也是標準的氣信號。

 

2)電氣閥門定位器的輸入信號是標準電流或電壓信號,例如,4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等,在電氣閥門定位器內部將電信號轉換為電磁力,然后輸出氣信號到撥動控制閥。

 

3)智能電氣閥門定位器它將控制室輸出的電流信號轉換成驅動調節閥的氣信號,根據調節閥工作時閥桿摩擦力,抵消介質壓力波動而產生的不平衡力,使閥門開度對應于控制室輸出的電流信號。并且可以進行智能組態設置相應的參數,達到改善控制閥性能的目的。

 

2、按動作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。單向閥門定位器用于活塞式執行機構時,閥門定位器只有一個方向起作用,雙向閥門定位器作用在活塞式執行機構氣缸的兩側,在兩個方向起作用。

 

3、按閥門定位器輸出和輸入信號的增益符號分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。正作用閥門定位器的輸入信號增加時,輸出信號也增加,因此,增益為正。反作用閥門定位器的輸入信號增加時,輸出信號減小,因此,增益為負。

 

4、按閥門定位器輸入信號是模擬信號或數字信號,可分為普通閥門定位器和現場總線電氣閥門定位器。普通閥門定位器的輸入信號是模擬氣壓或電流、電壓信號,現場總線電氣閥門定位器的輸入信號是現場總線的數字信號。

 

5、按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器沒有CPU,因此,不具有智能,不能處理有關的智能運算。智能電氣閥門定位器帶CPU,可處理有關智能運算,例如,可進行前向通道的非線性補償等,現場總線電氣閥門定位器還可帶PID等功能模塊,實現相應的運算。

 

6、按反饋信號的檢測方法也可進行分類。例如,用機械連桿方式檢測閥位信號的閥門定位器:用霍爾效應檢測位移的方法檢測閥桿位移的閥門定位器:用電磁感應方法檢測閥桿位移的閥門定位器等。

 

四、閥門定位器常見故障

 

一、閥門定位器輸出如龜速

 

不打開閥門定位器前蓋;聽聲音,看氣源管有無破解導致泄露,這個肉眼可判斷。以及輸入氣室有無泄露的聲音通過聽。

 

打開閥門定位器前蓋:1.恒節流孔有無堵塞2.檢查擋板位置3.檢查反饋彈簧的彈力。

 

4.將方大器拆開檢查膜片。

 

二、閥門定位器輸出沒勁

 

1、看氣源壓力是否在規定范圍和反饋桿有沒有脫落,這是最簡單的步驟。

 

2、檢查信號線接線是否正確(后期出現的問題一般忽略不計)

 

3、線圈和銜鐵之間有沒有東西卡住

 

4、檢查噴嘴與擋板的配合位置是否合適

 

5、檢查電磁組件線圈情況

 

6、檢查平衡彈簧調試位置是否合理

 

隨后,輸入信號,但輸出壓力不變化,有輸出就是達不到最大值等,這些故障也是日常故障會遇到的這里不再多言。

 

通過上面的介紹,應該對機械式閥門定位器有一定的了解,有機會的時候再操作一遍最好是能夠動手拆卸一次,加深定位器每個零件的位置及每個零件的名。 

 

 

來源:商悅傳媒


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