智能氣動調(diào)節(jié)閥工作原理

智能氣動調(diào)節(jié)閥工作原理

氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮氣體為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥、儲氣罐、氣體過濾器等附件去驅(qū)動閥門，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。

氣動單座調(diào)節(jié)閥是氣動調(diào)節(jié)閥一種。它以壓縮空氣作為動力，接受控制系統(tǒng)的壓力信號，按照信號變化比例調(diào)節(jié)管道內(nèi)介質(zhì)的流量，實現(xiàn)生產(chǎn)控制的自動化過程。由氣動執(zhí)行機構(gòu)和單座調(diào)節(jié)閥兩部分組成。氣動單座調(diào)節(jié)閥選用時要提供：產(chǎn)品型號。公稱通徑。閥座直徑。信號壓力。彈簧范圍。流量特性。閥前后壓力。介質(zhì)種類。溫度范圍。閥體，閥芯，閥座材質(zhì)。是否帶手輪機構(gòu)，定位器，過濾減壓閥等附件。是否有防爆，禁油，禁銅要求等。



1.什么是智能氣動調(diào)節(jié)閥工作原理

動式調(diào)節(jié)閥是石油、化工、電力、冶金等工業(yè)企業(yè)廣泛使用的工業(yè)過程控制儀表之一。通常由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試后形成的組合儀表。

控制簡單、反應快速、且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。氣動調(diào)節(jié)閥是以壓縮空氣為動力，實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，源以氣缸為執(zhí)行器，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)。



氣動薄膜單座調(diào)節(jié)閥

作用方式種類：分為氣開式和氣關(guān)式

氣開式（FC）：氣動執(zhí)行機構(gòu)不通氣時調(diào)節(jié)閥保持常閉，隨著控制信號的增加逐漸打開，一般用K表示氣開式。

氣關(guān)式（FO）：氣動執(zhí)行機構(gòu)不通氣時調(diào)節(jié)閥保持常開，隨著控制信號的增加逐漸關(guān)閉，一般用B表示氣關(guān)式。

氣動執(zhí)行機構(gòu)種類：分為氣動薄膜式和氣動活塞式。

氣動薄膜式又分為氣動薄膜精小型多彈簧結(jié)構(gòu)，和氣動薄膜單彈簧結(jié)構(gòu)。精小型多彈簧結(jié)構(gòu)氣動執(zhí)行器外形高度比單彈簧結(jié)構(gòu)高度尺寸降低一半左右，重量也減輕很多。是現(xiàn)在氣動薄膜調(diào)節(jié)閥主要使用的執(zhí)行機構(gòu)。單彈簧機構(gòu)基本淘汰了。

氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)特點是輸出力大，因為活塞式結(jié)構(gòu)可以使用氣源壓力達0.5MPa左右。而薄膜式機構(gòu)由于橡膠膜片耐壓較低，一般0.25MPa左右。所以同尺寸執(zhí)行機構(gòu)可以輸出更大的力，更適用于高壓調(diào)節(jié)閥。采用雙作用式活塞執(zhí)行器比單作用活塞式執(zhí)行器輸出力更大，是因為內(nèi)部沒有彈簧，降低了阻力。



氣動薄型執(zhí)行機構(gòu)的手輪機構(gòu)：一般分為側(cè)裝手輪和頂裝手輪兩種。當氣動執(zhí)行器停氣或信號故障時，膜片破損時?？梢酝ㄟ^手輪機構(gòu)來完成調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。同時還可以限制調(diào)節(jié)閥的開度，使其保持在一定范圍內(nèi)。

側(cè)裝手輪是安裝在氣動執(zhí)行機構(gòu)的側(cè)面，操作時比較方便，安裝維護也比較方便。頂裝手輪在氣動執(zhí)行器頂端，操作時比較費力，會有夠不到的情況，占用調(diào)節(jié)閥的高度空間。

單座調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)：主要由閥體，閥蓋。 閥座，閥芯，閥桿，導向座，填料，壓蓋等零件組成。

單座調(diào)節(jié)閥優(yōu)點是泄漏量小，因為其只有一道密封線，比起雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥，后者都是二道密封線，考慮到加工誤差和變形等原因，泄漏量都比單座調(diào)節(jié)閥大。由于其只有一個閥芯，介質(zhì)推力都作用在上面，所以閥芯不平衡力較大，尤其高壓，大口徑時更加明顯。需要配活塞式氣動機構(gòu)和閥門定位器來控制。這時可以選用雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥效果會更好。

上閥蓋形式：主要分為常溫型，介質(zhì)溫度范圍-20～200℃，應用泛。高溫型-60～450℃，閥蓋上有多層散熱片。使閥門的高溫散掉，避免填料高溫失效，保持氣動執(zhí)行機構(gòu)在允許溫度內(nèi)工作，防止橡膠膜片和O型圈高溫失效。低溫型-60～-250℃，上閥蓋為長頸型，可以避免低溫時填料密封失效。溫度越低，長頸越長。波紋管密封型，對于有毒，易揮發(fā)，易滲透，貴重工藝介質(zhì)，閥桿采用波紋管密封，同時還有填料密封作為保障，防止波紋管破損時介質(zhì)外漏。要根據(jù)介質(zhì)和溫度來綜合選用上閥蓋形式。

流量特性：常用的有直線和等百分比兩種，調(diào)節(jié)閥的流量特性指流過閥門的相對流量和相對行程的關(guān)系。

附件選用：閥門定位器，過濾減壓閥，手輪機構(gòu)，保位閥，快速排氣閥，電磁閥等。



2.智能氣動調(diào)節(jié)閥工作原理

氣動調(diào)節(jié)閥就是指以氣源作為動力，以氣缸為執(zhí)行器，4~20mA信號作為驅(qū)動信號，并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥等附件去驅(qū)動閥門，使閥門呈線性或等百分流量特性做調(diào)節(jié)動作，從而達到對管道介質(zhì)的流量、壓力、溫度等各種工藝參數(shù)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)。氣動調(diào)節(jié)閥具有控制簡單，反應快速，且本質(zhì)安全等優(yōu)點，并且使用在易燃易爆的場合時，不需要另外再采取防爆措施。 

氣動調(diào)節(jié)閥通常由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試組成，氣動執(zhí)行機構(gòu)可分為單作用式和雙作用式兩種，單作用執(zhí)行器內(nèi)有復位彈簧，而雙作用執(zhí)行器內(nèi)沒有復位彈簧。其中單作用執(zhí)行器，可在失去起源或突然故障時，自動歸位到閥門初始所設(shè)置的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。 

氣動調(diào)節(jié)閥根據(jù)動作形式分氣開型和氣關(guān)型兩種，即所謂的常開型和常閉型，氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。 



氣動調(diào)節(jié)閥工作原理：

控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號4-20mA。經(jīng)過閥門定位器轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?0-100KPa，或40-200KPa，80-240KPa后，進入氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)，推動推桿動作，因為推桿和調(diào)節(jié)閥閥桿連接為一體，進而帶動調(diào)節(jié)閥閥桿，閥芯動作，完成對管道內(nèi)介質(zhì)的調(diào)節(jié)過程。定位器的反饋桿裝在調(diào)節(jié)閥的閥桿上，隨著調(diào)節(jié)閥開度動作，反饋桿轉(zhuǎn)動時給定位器一個反饋信號，當和輸入信號平衡時，閥門停止動作，對閥門起到定位作用?？刂菩盘?mA時，閥門位置為零點。12mA時，閥門行程為50%。20mA時，行程為99%?？刂菩谐膛c控制信號一一對應，進行比例調(diào)節(jié)。

氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理

調(diào)節(jié)方式分類：分為調(diào)節(jié)型，調(diào)節(jié)切斷型。調(diào)節(jié)型注重調(diào)節(jié)過程，不要求嚴格關(guān)閉。調(diào)節(jié)切斷型不光要調(diào)節(jié)過程，還要在關(guān)閉時保持密封性良好，盡可能減少泄漏量。



3.智能氣動調(diào)節(jié)閥工作原理應用

氣動調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型(Air to Open) 是當膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型(Fail to Close FC)。氣關(guān)型(Air to Close)動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時，閥門向關(guān)閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。

氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時，調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)閉位置安全還是開啟位置安全?舉例來說，一個加熱爐的燃燒控制，調(diào)節(jié)閥安裝在燃料氣管道上，根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。這時，宜選用氣開閥更安全些，因為一旦氣源停止供給，閥門處于關(guān)閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷，燃料閥全開，會使加熱過量發(fā)生危險。又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設(shè)備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進行熱交換被冷卻，調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上，用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調(diào)節(jié)閥應處于開啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式(即FO)調(diào)節(jié)閥。



氣開式改變?yōu)闅怅P(guān)式或氣關(guān)式改變?yōu)闅忾_式，如調(diào)節(jié)閥安裝有智能式閥門定位器，在現(xiàn)場可以很容易進行互相切換。但也有一些場合，故障時不希望閥門處于全開或全關(guān)位置，操作不允許，而是希望故障時保持在斷氣前的原有位置處。這時，可采取一些其它措施，如采用保位閥或設(shè)置事故專用空氣儲缸等設(shè)施來確保。