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为你分析气动调节阀的作用与工作原理

作者:admin 时间:2013-07-08 10:50

气动执行机构和调节阀门是组成气动调节阀的两大部件,气动执行机构根据控制信号驱动调节阀门,通过对操纵变量的数值进行控制,从而对流体进行调节。作为调节阀的驱动控制部件,执行机构在很大程度上能影响调节阀的工作性能。
  (1)气动薄膜执行机构。
  气动薄膜执行机构是气动调节阀中最常用的执行机构,工作原理如图2.97所示。它是将20一lOOkPa的标准气压信号P通人薄膜气室中,在薄膜上产生一个向下的推力,驱动阀杆部件向下移动,调节阀门打开。与此同时,弹簧被压缩,对薄膜产生一个向上的反作用力。当弹簧的反作用力与气压信号在薄膜上产生的推力相等时,阀杆部件停止运动。信号压力越大,在薄膜上产生的推力就越大,弹簧压缩量即调节阀门的开度也就越大。气压信号P摩擦力是造成气动薄膜调节阀死区与滞后的主要原因。对于气动执行机构而言,由于工作介质的可压缩性比较大,使得摩擦对其动态响应特性的影响更为显著。当生产过程受到扰动时,虽然调节阀控制器的输出产生了一个用于纠正偏差的控制信号,但由于摩擦的存在,使得该信号并没有产生相应的阀杆位移。这就要
  求控制器输出更大的信号,只有当控制信号超过一定范围,即死区时,才能使阀杆产生位移。死区的存在使调节不能及时进行,有时还造成调节的过量,使调节阀的控制品质变差。
  为了减小调节阀死区与滞后的影响,除了改进阀杆密封填料结构.采用合适密封材料等外,目前的主要改进措施是通过给气动调节阀配备气动阀门定位器,如图2.99所示。定位器的T作原理如图2.100所示,波纹管的信号压力大小由调节阀控制器调节。当调节阀控制器的输出增大时,波纹管的信号压力也增大,主杠杆便绕支点做逆时针转动,于是喷嘴与挡板的距离减小,喷嘴的背压升高,此背压经过放大器放大后,进入薄膜气室的压力也开始升高,阀杆向下移动,并带动反馈杆绕支点做逆时针转动,与反馈杆安装在同一支点的反馈凸轮跟着做逆时针转动。与此同时,副杠杆在滚轮的作用下开始绕支点做顺时针转动,反馈弹簧被拉伸。当反馈弹簧对主杠杆的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时,调节阀气动执行阀杆达到平衡位置。因此,通过气动阀门定位器可以在输入信号与气动调节阀执行阀杆位移(即调节阀开口量)之间建立起一一对应的关系。
  (2)气动活塞式执行机构。
  除气动薄膜执行机构外,还有气动活塞式执行机构,它的调节阀执行阀杆是通过气缸来驱动的。当气动薄膜执行机构推力不够时,可选用活塞执行机构来提高输出力,对大压差的调节阀,或DN≥200时,甚至要选双层活塞执行机构。活塞式执行机构可以充分利用气源压力来提高执行机构的输出力,它一般都应用在需要大推力的阀门
  ①无弹簧活塞执行机构。
  a.用于故障下要求调节阀保持现有位置的场合。
  b.用于大口径阀门要求执行机构推力特别大的场合。
  c.对两位阀配用二位五通电磁阀;对调节型的阀配用双作用式阀门定位器。
  ②有弹簧式活塞执行机构。
  a.在故障情况下,通过弹簧进行复位,实现故障开或故障关功能。
  b.可以抵抗不平衡力的变化,增加执行机构的刚度,提高调节阀的稳定性。
  c.弹簧会抵消一部分输出力。
  d.气缸内设弹簧,增加了气缸的长度和质量。
  ③双层活塞执行机构。
  为了进一步提高活塞执行机构的输出力,活塞执行机构可设计为双层式,输出力约可提高l倍,主要用于大压差、大口径、输出力要求特别大的场合。
 



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