您現(xiàn)在的位置:首頁(yè) > 技術(shù)文章 > 智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

  • 發(fā)布日期:2023-01-25      瀏覽次數(shù):924
    • 智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是以壓縮氣體為動(dòng)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(chǔ)氣罐、氣體過(guò)濾器等附件去驅(qū)動(dòng)閥門,實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié),接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來(lái)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(guò)程參數(shù)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)就是控制簡(jiǎn)單,反應(yīng)快速,且本質(zhì)安全,不需另外再采取防爆措施。

      氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥一種。它以壓縮空氣作為動(dòng)力,接受控制系統(tǒng)的壓力信號(hào),按照信號(hào)變化比例調(diào)節(jié)管道內(nèi)介質(zhì)的流量,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制的自動(dòng)化過(guò)程。由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和單座調(diào)節(jié)閥兩部分組成。氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥選用時(shí)要提供:產(chǎn)品型號(hào)。公稱通徑。閥座直徑。信號(hào)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(jī)構(gòu),定位器,過(guò)濾減壓閥等附件。是否有防爆,禁油,禁銅要求等。

      氣動(dòng)帶定位器調(diào)節(jié)閥0.jpg

      1.什么是智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

      動(dòng)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(guò)程控制儀表之一。通常由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(jiǎn)單、反應(yīng)快速、且本質(zhì)安全,不需另外再采取防爆措施。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是以壓縮空氣為動(dòng)力,實(shí)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(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來(lái)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(dòng)調(diào)節(jié)閥16.jpg

      氣動(dòng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不通氣時(shí)調(diào)節(jié)閥保持常閉,隨著控制信號(hào)的增加逐漸打開,一般用K表示氣開式。

      氣關(guān)式(FO):氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不通氣時(shí)調(diào)節(jié)閥保持常開,隨著控制信號(hào)的增加逐漸關(guān)閉,一般用B表示氣關(guān)式。

      氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類:分為氣動(dòng)薄膜式和氣動(dòng)活塞式。

      氣動(dòng)薄膜式又分為氣動(dòng)薄膜精小型多彈簧結(jié)構(gòu),和氣動(dòng)薄膜單彈簧結(jié)構(gòu)。精小型多彈簧結(jié)構(gòu)氣動(dòng)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(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥主要使用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單彈簧機(jī)構(gòu)基本淘汰了。

      氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是輸出力大,因?yàn)榛钊浇Y(jié)構(gòu)可以使用氣源壓力達(dá)0.5MPa左右。而薄膜式機(jī)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(jī)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?yàn)閮?nèi)部沒(méi)有彈簧,降低了阻力。

      氣動(dòng)切斷閥01.jpg

      氣動(dòng)薄型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手輪機(jī)構(gòu):一般分為側(cè)裝手輪和頂裝手輪兩種。當(dāng)氣動(dòng)執(zhí)行器停氣或信號(hào)故障時(shí),膜片破損時(shí)??梢酝ㄟ^(guò)手輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。同時(shí)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面,操作時(shí)比較方便,安裝維護(hù)也比較方便。頂裝手輪在氣動(dòng)執(zhí)行器頂端,操作時(shí)比較費(fèi)力,會(huì)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(dǎo)向座,填料,壓蓋等零件組成。

      單座調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)是泄漏量小,因?yàn)槠渲挥幸坏烂芊饩€,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(gè)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(shí)更加明顯。需要配活塞式氣動(dòng)機(jī)構(gòu)和閥門定位器來(lái)控制。這時(shí)可以選用雙座調(diào)節(jié)閥和套筒調(diào)節(jié)閥效果會(huì)更好。

      上閥蓋形式:主要分為常溫型,介質(zhì)溫度范圍-20~200℃,應(yīng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)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(zhǎng)頸型,可以避免低溫時(shí)填料密封失效。溫度越低,長(zhǎng)頸越長(zhǎng)。波紋管密封型,對(duì)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(shí)還有填料密封作為保障,防止波紋管破損時(shí)介質(zhì)外漏。要根據(jù)介質(zhì)和溫度來(lái)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(guò)閥門的相對(duì)流量和相對(duì)行程的關(guān)系。

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

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥14.jpg

      2.智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥就是指以氣源作為動(dòng)力,以氣缸為執(zhí)行器,4~20mA信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào),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(dòng)閥門,使閥門呈線性或等百分流量特性做調(diào)節(jié)動(dòng)作,從而達(dá)到對(duì)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(dòng)調(diào)節(jié)閥具有控制簡(jiǎn)單,反應(yīng)快速,且本質(zhì)安全等優(yōu)點(diǎn),并且使用在易燃易爆的場(chǎng)合時(shí),不需要另外再采取防爆措施。 

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥連接安裝調(diào)試組成,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(fù)位彈簧,而雙作用執(zhí)行器內(nèi)沒(méi)有復(fù)位彈簧。其中單作用執(zhí)行器,可在失去起源或突然故障時(shí),自動(dòng)歸位到閥門初始所設(shè)置的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。 

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān),通常是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)現(xiàn)。 

      電動(dòng)自力式4.jpg

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理:

      控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)4-20mA。經(jīng)過(guò)閥門定位器轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈮盒盘?hào)20-100KPa,或40-200KPa,80-240KPa后,進(jìn)入氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),推動(dòng)推桿動(dòng)作,因?yàn)橥茥U和調(diào)節(jié)閥閥桿連接為一體,進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥桿,閥芯動(dòng)作,完成對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)的調(diào)節(jié)過(guò)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(dòng)作,反饋桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給定位器一個(gè)反饋信號(hào),當(dāng)和輸入信號(hào)平衡時(shí),閥門停止動(dòng)作,對(duì)閥門起到定位作用。控制信號(hào)4mA時(shí),閥門位置為零點(diǎn)。12mA時(shí),閥門行程為50%。20mA時(shí),行程為99%??刂菩谐膛c控制信號(hào)一一對(duì)應(yīng),進(jìn)行比例調(diào)節(jié)。

      氣動(dòng)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(guò)程,不要求嚴(yán)格關(guān)閉。調(diào)節(jié)切斷型不光要調(diào)節(jié)過(guò)程,還要在關(guān)閉時(shí)保持密封性良好,盡可能減少泄漏量。

      電動(dòng)自力式004.jpg

      3.智能氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理應(yīng)用

      氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型(Air to Open) 是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí),閥門向增加開度方向動(dòng)作,當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上,閥門處于全開狀態(tài)。反過(guò)來(lái),當(dāng)空氣壓力減小時(shí),閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作,在沒(méi)有輸入空氣時(shí),閥門全閉。故有時(shí)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(dòng)作方向正好與氣開型相反。當(dāng)空氣壓力增加時(shí),閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作;空氣壓力減小或沒(méi)有時(shí),閥門向開啟方向或全開為止。故有時(shí)又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān),通常是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)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(lái)考慮。當(dāng)氣源切斷時(shí),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(lái)說(shuō),一個(gè)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(lái)控制燃料的供應(yīng)。這時(shí),宜選用氣開閥更安全些,因?yàn)橐坏庠赐V构┙o,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(huì)使加熱過(guò)量發(fā)生危險(xiǎn)。又如一個(gè)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(jìn)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(lái)控制冷卻水量,在氣源中斷時(shí),調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于開啟位置更安全些,宜選用氣關(guān)式(即FO)調(diào)節(jié)閥。

      氣動(dòng)襯氟調(diào)節(jié)閥13.jpg

      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(chǎng)可以很容易進(jìn)行互相切換。但也有一些場(chǎng)合,故障時(shí)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(shí)保持在斷氣前的原有位置處。這時(shí),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(chǔ)缸等設(shè)施來(lái)確保。