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浅谈对气动薄膜调节阀的认识及故障排除

发布时间:2019-11-07 09:41   类型:解决方案   人浏览
1 引言 调节阀又名控制阀,调节阀的发展与工业生产过程的发展密切相关。计算机科学和自动化仪表等高新科学技术的发展推动了调节阀的发展。随着现场总线技术的发展与控制装置的广泛应用,调节阀也将开放、智能和更可靠,要求越来越强烈,使工业生产过程控制的功能更完善,精度更高和效果更明显。 2 工作原理 气动调节阀由执行机构和调节机构组成。执行机构是调节阀的推力部件,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产生相应的推力,推动调节机构动作,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。 3 执行机构 气动薄膜式执行机构接受信号压力后,根据其推杆动作方向的不同,可分为正作用式和反作用式两种。 3.1 正作用式执行机构 当信号压力增大时,执行机构的推杆向下动作,称作正作用式执行机构。当其信号压力从0.002~0.1MPa时,推杆的位置从零走到全行程。其信号压力与推杆位移的特性如图1-a所示。 正作用式执行机构的动作原理如图2-a所示。当信号压力进入气室时,在其膜片上产生一个推力,这样使其推动部件位移,将弹簧压缩,直到弹簧的反作用力与信号压力在膜片上产生的推力相平衡。其平衡方程式为                          PS=KL 式中P---进入薄膜式的信号压力; S---波纹膜片的有效面积; K---弹簧刚度; L---执行机构的推杆位移。 故                      从上式可以看出,当执行机构的型号规格确定后,其中P、K均为常数,则L∝P。 3.2 反作用式执行机构 当信号压力增大时,执行机构的推杆向上动作的叫做反作用执行机构,如图1-b、图2-b所示。当信号压力从0.02~0.1MPa时,推杆的位置从全行程走到零。其动作原理和正作用式执行机构一样,只不过其信号压力进入波纹膜片得下方,信号压力增大时,波纹膜片向上移动。 4 调节阀 调节阀的结构形式较多,包括直通单座调节阀、直通双座调节阀、三通阀、角型调节阀、高压调节阀、隔膜调节阀、小流量调节阀、蝶阀、球阀等。 4.1 调节阀对调节参数的调节 在自动调节系统中有被调参数、调节参数、干扰参数。调节参数是靠调节阀进行调节的。当调节系统中出现干扰时,被调参数将偏离给定值,调节器命调节阀对调节参数进行调节,使被调参数回到给定值。 4.2 调节阀的结构形式 气动薄膜式调节阀阀分为正装和反装两种。正装时,阀芯向下位移,阀芯与阀座间的流通面积减小。反装时,阀芯向下位移,阀芯与阀座间的流通面积增大。正装与反装时,阀芯与流通面积的关系如图3所示。 5 组合方式 从执行机构和调节机构的分析中可以看到,气动执行机构有正作用式和反作用式两种,调节阀有正装和反装两种,故此,气动执行器的气开、气关的两种形式是由执行机构的正、反作用及调节阀的正、反装综合确定的。其组合方式有四种,如表1所示。 表1 气动执行器的组合关系 序号 执行机构 调节阀 气动执行器 1 正作用 正装 气关(正) 2 正作用 反装 气开(反) 3 反作用

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