關(guān)于氣動(dòng)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu) |
作者:釧貢自控 來源: 閱讀次數(shù):2250 |
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥對(duì)于過程控制系統(tǒng),執(zhí)行器主要是由各種各樣的調(diào)節(jié)閥來構(gòu)成。調(diào)節(jié)閥的作用是接受控制器送來的控制信號(hào),調(diào)節(jié)管道中介質(zhì)的流量(即改變調(diào)節(jié)量),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。調(diào)節(jié)閥按其所用能源可分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三類。它們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場合。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥以壓縮空氣為能源,由于其結(jié)構(gòu)簡單,動(dòng)作可靠,維修方便,價(jià)格低廉,特別適用于防火防爆場所,因而廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金等工業(yè)部門。本節(jié)將以氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥為例介紹執(zhí)行器的有關(guān)內(nèi)容。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥(或稱閥體組件)兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照控制信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)的輸出力,帶動(dòng)閥桿移動(dòng)。閥直接與介質(zhì)接觸,通過改變閥芯與閥座間的節(jié)流面積調(diào)節(jié)流體介質(zhì)的流量。有時(shí)為改善調(diào)節(jié)閥的性能,在其執(zhí)行機(jī)構(gòu)上裝有閥門定位器。閥門定位器與調(diào)節(jié)閥配套使用,組成閉環(huán)系統(tǒng),利用反饋原理提高閥的靈敏度,并實(shí)現(xiàn)閥的準(zhǔn)確定位。 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥又可分為氣開、氣關(guān)兩種作用方式。所謂氣開式,即信號(hào)壓力P>0.02MPa時(shí),閥開始打開,也就是說“有氣”時(shí)閥開;氣關(guān)式則相反,信號(hào)壓力增大閥反而關(guān)小。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正、反作用形式以及閥芯的正裝、反裝,實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)作用方式可有四種不同的組合。 氣動(dòng)閥門定位器是一種輔助裝置,根據(jù)控制器來的氣動(dòng)信號(hào)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥門部件,使閥開度處于精確位置。典型閥門定位器,它是按位移平衡原理工作的。來自控制器的信號(hào)。進(jìn)入波紋管,托板以反饋凸輪14為支點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。固定在托板上的擋板靠近噴嘴,噴嘴背壓升高,經(jīng)氣動(dòng)放大器放大后的輸出信號(hào)。,進(jìn)入調(diào)節(jié)閥膜頭。閥桿5下移帶動(dòng)反饋連桿和凸輪,后者繞其支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。接著托板以波紋管為支點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),使擋板稍離噴嘴,最終使輸出壓力到達(dá)一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)值氣開、氣關(guān)調(diào)節(jié)閥組合方式反可以證明,當(dāng)波紋管有效面積、波紋管等測量組件的剛度以及波紋管到擋板間位移傳遞系數(shù)、閥桿到擋板問位移傳遞系數(shù)固定時(shí),閥門開度與調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)成正比。 需要注意,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展同樣影響到閥門定位器。到目前為止,已經(jīng)由氣動(dòng)、電動(dòng)發(fā)展到數(shù)字以及區(qū)域總線的閥門定位器。數(shù)字閥門定位器與模擬閥門定位器的主要區(qū)別是:偏差計(jì)算、反饋信號(hào)處理、輸入輸出信號(hào)處理等采用了數(shù)字集成電路和微處理器,因而更容易實(shí)現(xiàn)定位器的各種功能。目前在生產(chǎn)現(xiàn)場中這兩種閥門定位器均有應(yīng)用。閥門定位器常見的應(yīng)用場合如下: (1)提高系統(tǒng)控制精度。如高、低溫或高壓調(diào)節(jié)閥,以及控制易于在閥門零件掛膠或固結(jié)的工藝流體的調(diào)節(jié)閥等需要克服閥桿摩擦力;如溫度、液位和成分等參數(shù)的緩慢控制過程需要提高調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)速度;如Dg≥25mm單座閥,D。>100mm雙座閥或者前后壓降△聲>1MPa,閥前壓力P。>10MPa等需要增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和切斷力。 (2)系統(tǒng)需要改變調(diào)節(jié)閥的流量特性。(3)組成分程控制系統(tǒng)。最近的研究表明,并不是任何情況下采用閥門定位器都是合理的。對(duì)于液體壓力和流量這樣的快速控制過程,使用閥門定位器可能對(duì)控制質(zhì)量有害;而對(duì)于大多數(shù)傳熱系統(tǒng)、液位和一些大容積的氣體壓力等慢過程,閥門定位器將改善控制質(zhì)量。 |