薩姆森氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的性能與調(diào)校

1、薩姆森氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的性能與調(diào)校摘 要：調(diào)節(jié)閥是大家所熟悉的常用的控制儀表，在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用，其 種類繁多。本文結(jié)合自己的工作實(shí)踐，介紹一種德國薩姆森公司生產(chǎn)的調(diào)節(jié)閥的 性能和調(diào)試方法，為今后同類設(shè)備的施工提供借鑒作用，保證閥門的安裝調(diào)試質(zhì) 量，確保工程的平穩(wěn)運(yùn)行。關(guān)鍵詞：薩姆森 調(diào)節(jié)閥 調(diào)校氣動(dòng)定位器1 前言薩姆森調(diào)節(jié)閥是德國 SAMSO公司生產(chǎn)的高性能調(diào)節(jié)閥，適用于生產(chǎn)裝置的自動(dòng)控制，康派司公司設(shè)計(jì)的江陰聚酯工程中使用了大量的薩姆森氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（98臺），在工程施工中，結(jié)合這種調(diào)節(jié)閥使用說明書的技術(shù)要求和以往施工經(jīng)驗(yàn)，與常用電氣閥門定位器的特 點(diǎn)和原理進(jìn)行比較，系統(tǒng)掌握這種先進(jìn)調(diào)節(jié)

2、閥的調(diào)試。本文重點(diǎn)對這種調(diào)節(jié)閥的調(diào)試要求和調(diào)試注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)。2調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)與性能調(diào)節(jié)閥整體結(jié)構(gòu)薩姆森的這款調(diào)節(jié)閥從總體結(jié)構(gòu)上看其他調(diào)節(jié)閥沒有太大區(qū)別，它是由閥體，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及電/氣閥門定位器組成，其采用模塊化設(shè)計(jì)，可以方便的通過更換現(xiàn)有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改 變動(dòng)作形式，并且可以將標(biāo)準(zhǔn)類型擴(kuò)展成帶隔離段或金屬波紋管的類型，如果做為微流量 調(diào)節(jié)閥，可以將常用的閥座 -閥芯組合，用金屬波紋管形所替代。此款調(diào)節(jié)閥只有流開型，故障 -安全動(dòng)作分兩種即執(zhí)行器桿伸長、執(zhí)行器桿收縮型，與國內(nèi)調(diào)節(jié)閥說法雖有不同，但是功能相同，這里所謂的調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器桿伸長型，既當(dāng)信號壓力減少或供電故障時(shí)，壓縮彈簧帶動(dòng)執(zhí)行器桿向下移動(dòng)，

3、將閥門關(guān)閉。當(dāng)信號壓力重新增加時(shí)，通過抵抗壓縮彈簧力而使閥門打開（執(zhí)行器桿伸長型用FA表示）。執(zhí)行器桿收縮型，既當(dāng)信號壓力減少或供電故障時(shí)，壓縮彈簧帶動(dòng)執(zhí)行器桿向上移動(dòng)，將閥門打開。當(dāng)信號壓力重新增加時(shí)，通過抵抗壓縮彈簧力而使閥門關(guān)閉（執(zhí)行器桿收縮型用FE表示）。為了獲得最大的定位力（閥門在全開，全關(guān)狀態(tài)下），可以預(yù)調(diào)執(zhí)行器上膜頭彈簧預(yù)應(yīng)力來達(dá)到，如 0.02-0.1MPa的彈簧范圍，可以調(diào)整為0.03-0.11MPa 。執(zhí)行器桿伸長型，執(zhí)行器桿收縮型，可以通過翻轉(zhuǎn)上膜頭組件來完成。其閥芯，閥座可以很方便的進(jìn)行更換。調(diào)節(jié)閥部分總體設(shè)計(jì)較為緊湊，小巧便于安裝，功能更改方便。閥門定位器閥門定位器技

4、術(shù)數(shù)據(jù)薩姆森調(diào)節(jié)閥定位器采用4763系列型號的定位器，定位器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下:序號數(shù)據(jù)種類特性特征1.受控變量（行程范圍）7.5至60帶桿延伸段最長可達(dá)90 mm2.輸入信號4-20mA E、內(nèi)部電阻約為250Q （20度）4-20mA非Ex內(nèi)部電阻約為200Q （20度）1-5mA內(nèi)部電阻約為880Q （20度）3.量程范圍18-90mm4.供氣0.14-0.6MPa5.型號壓力0.0-0.6MPa6.特性線性7.遲滯性 0.5%8.靈敏度 0.1%9.操作方向可逆10.比例帶xp.供氣壓力1.4巴時(shí)1,2 時(shí) 1-3%。3 時(shí) 1-1.5%11.靜態(tài)壓縮空氣消耗量，xp=1%0.19-0.5

5、m 3/h12.供氣量3-8.5m3/h13.允許環(huán)境溫度(-20-70 ) 14.外部干擾（xp=1%） 0.03/0.1%0.01MPa15.振動(dòng)影響 2%16.旋轉(zhuǎn)180度時(shí)的影響 3.5%4763系列型號的定位器特點(diǎn)4763系列電/氣閥門定位器和其它型號的定位器相比較有其獨(dú)特之處，現(xiàn)在就其結(jié)構(gòu),原理做一下比較。1）典型的電/氣閥門定位器結(jié)構(gòu)原理如下圖:力矩馬達(dá)百主杠桿2遷移彈簧啟凸輪支點(diǎn)凸輪，副杠桿7 支點(diǎn)日執(zhí)行機(jī)構(gòu)反饋桿:口滾輪反饋彈簧F調(diào)零彈簧!擋板_4噴嘴主杠支點(diǎn)的放大器圖1其工作原理如下：當(dāng)信號電流通入力矩馬達(dá)1的線圈兩端時(shí)，它與永久磁鐵作用后，對主杠桿2產(chǎn)生一個(gè)推力，使主杠桿

6、繞支點(diǎn)15轉(zhuǎn)動(dòng)，擋板13靠近噴嘴14,噴嘴背壓經(jīng)功率放大器 16放大后， 通入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)薄膜氣室 8,因其壓力增加推動(dòng)發(fā)桿向下移動(dòng)。閥桿的移動(dòng)帶動(dòng)反饋桿 9繞支點(diǎn)4轉(zhuǎn)動(dòng)，反饋凸輪5也跟這做逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)， 通過轉(zhuǎn)輪10使副杠桿6繞支點(diǎn)7轉(zhuǎn)動(dòng)， 并將反饋彈簧11拉伸。反饋彈簧對主杠桿2的拉力與力矩馬達(dá)產(chǎn)生的推力達(dá)到力矩平衡時(shí)， 定位器處于平衡狀態(tài)，此時(shí)一定的信號電流就對應(yīng)一定的閥門位置。由此可知其為力平衡 式電/氣閥門定位器。1閥運(yùn)行連桿1.1軸12輸出2銷釘9.1接觸銷釘10噴嘴塊10.1噴嘴2.1螺母3套筒4零點(diǎn)調(diào)整螺絲5安裝螺絲6量程彈簧6.1停止角鐵7安裝螺絲10.2擋板11蓋板12放大

7、器13 xp調(diào)整器14氣量限制器15安裝螺絲孔20執(zhí)行器或調(diào)節(jié)閥2） 4763系列電/氣閥門定位器功能原理圖如下：（圖 2）8測量膜片9膜片板21 I/P轉(zhuǎn)換單元閥桿擋板其動(dòng)作原理：當(dāng)輸入信號為4至20mAt流電流信號時(shí)，它直接進(jìn)入電/氣轉(zhuǎn)換單元（I/P 轉(zhuǎn)換器）并轉(zhuǎn)換成一個(gè)正比的壓力信號pe。輸入電流信號的任何變化將導(dǎo)致輸出到氣動(dòng)控制系統(tǒng)的氣壓pe成比例的變化。而空氣壓力pe產(chǎn)生一個(gè)作用與測量膜片 （8）表面上的力， 該力和量程彈簧（6）力相比較。測量膜片（8）的位移通過接觸銷釘（9.1）傳送到擋板（10.2） 噴嘴（10.1 ）釋放壓力，空氣壓力 pe或閥桿位置的任何變化都導(dǎo)致連接到噴嘴下

8、游的放大 器（12）的壓力變化，所釋放的信號壓力pst將使閥桿定位于與輸入信號相對應(yīng)的位置。3）兩種定位器性能的比較從圖1可以看出它是力平衡式的，它是通過力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力，在杠桿上通過與輸出 力使調(diào)節(jié)閥的位移產(chǎn)生并通過反饋彈簧產(chǎn)生的力達(dá)到平衡進(jìn)行定位的。圖2采用I/P轉(zhuǎn)換器，I/P轉(zhuǎn)換器是獨(dú)立工作的，不直接參與力的比較，I/P轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一個(gè)pe,在測量膜片上與調(diào)節(jié)閥的位移達(dá)到定位目的。這款定位器設(shè)置了可調(diào)氣量限制器和增益調(diào)整器用來優(yōu)化控制回路，而圖1沒有這種設(shè)置。可調(diào)氣量限制器和增益調(diào)整器的設(shè)置，在出廠時(shí)均以調(diào)整好，不要隨意改變，但是 因?yàn)檫@一設(shè)置的獨(dú)特，往往會(huì)導(dǎo)致誤操做，而使調(diào)節(jié)閥不能正常工

9、作，一但誤操做，就要 重新調(diào)整。3調(diào)節(jié)閥調(diào)試為確保氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥整體性能達(dá)到設(shè)計(jì)工況要求，必須按照自動(dòng)化儀表工程施工及質(zhì)量 驗(yàn)收規(guī)范、設(shè)計(jì)圖紙要求，設(shè)定符合工況要求的作用形式，以及調(diào)節(jié)范圍需要的行程和靈 敏度，這就要求對定位器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的初始位置和兩者間的相對位置進(jìn)行調(diào)整，對調(diào)節(jié)閥 的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門定位器進(jìn)行校驗(yàn)，以滿足整體要求。定位器氣量限制器和增益的調(diào)整方法關(guān)閉氣量限制器直到允許的響應(yīng)速度為止。檢驗(yàn)的方法是用手沿靜止的相反方向按壓 量程彈簧看以下響應(yīng)速度是否合適。調(diào)整輸入信號約為滿量程的 50%然后擰零位調(diào)整螺絲，直到閥的行程指示約在50%寸為止。按供氣壓力調(diào)整比例增益如圖 3所示，使比例增益

10、予設(shè)定值約為3%向靜止位的反方向短暫按壓量程彈簧以檢查閥桿的震動(dòng)趨勢。比例增益的值調(diào)整的愈小愈好，但不要造成 閥門的明顯振動(dòng)。在調(diào)整過程中注意始終要在調(diào)整起點(diǎn)之前調(diào)整比例增益，否則隨后的調(diào) 整會(huì)造成零點(diǎn)偏移，調(diào)整供氣壓力時(shí)也會(huì)改變零點(diǎn)，有必要的話，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下檢驗(yàn) 零點(diǎn)，如需要可以再調(diào)整。1加270 0 90供氣90 130 270 360K1的調(diào)整圖3量程調(diào)整圖1和圖2的調(diào)整方法一樣都是通過移動(dòng)反饋桿固定螺絲來改變，沒有量程微調(diào)。調(diào)節(jié)閥正、反作用形式的調(diào)整圖1是改變凸輪的方向，把凸輪翻轉(zhuǎn)180度，電/氣閥門定位器把 4-20mA的電信號接線端子對調(diào)以下即可以。而圖2的調(diào)整是通過以下步驟：

11、定位器和執(zhí)行器的組合；執(zhí)行器，輸入信號，操作方向和安裝位置的情況如圖 4, 5, 6, 7所示。執(zhí)行器桿伸長型 執(zhí)行器桿收縮型US*.無論如何改變，比如翻轉(zhuǎn)控制回路的操作方向或?qū)?zhí)行器類型從“執(zhí)行器桿伸長”轉(zhuǎn) 換為“執(zhí)行器桿收縮”或者“執(zhí)行器桿收縮”轉(zhuǎn)換為“執(zhí)行器桿伸長”都應(yīng)同時(shí)改變定位 器的安裝位置。如何翻轉(zhuǎn)操作方向？首先我們要清楚，當(dāng)輸入信號增加（4-20mA）時(shí)，輸出壓力 Pst,可以增加特性（即正操作方向用 來表示），或減小特性（即反操作方向，用來表示）。 TOC o 1-5 h z 當(dāng)輸入信號減小（4-20mA）時(shí)，輸出壓力 Pst ,可以減小特性（即正操作方向，用來表示），或增加特

12、性（即反操作方向，用來表示）。圖4,為“執(zhí)行器桿伸長”，正作用，從膜頭下面輸入壓力，定位器左面連接，部件1在部件20的上面。圖5,為“執(zhí)行器桿伸長”，反作用，從膜頭下面輸入壓力，定位器右面連接，部件1在部件20的下面。圖6,為“執(zhí)行器桿收縮”，正作用，從膜頭上面輸入壓力，定位器右面連接，部件1在部件20的下面。圖7,為“執(zhí)行器桿收縮”，反作用，從膜頭上面輸入壓力，定位器左面連接，部件1在部件20的上面。噴嘴塊位置的調(diào)整卸下蓋板的螺絲，然后與蓋板一起將噴嘴旋轉(zhuǎn)180度后，重新安裝噴嘴塊和蓋板，并擰緊，注意，一定確保噴嘴塊和擋板正確地位于接觸銷釘?shù)纳戏交蛳路剑鐖D8所示，操作方向增加/增加正向，接

13、觸銷釘在擋板的上部。如圖 9所示，操作方向增加/減小反向， 擋板在接觸銷釘?shù)纳喜俊?3.5調(diào)節(jié)閥行程的調(diào)整為了確保執(zhí)行器總的關(guān)閉力可以操作調(diào)節(jié)閥，當(dāng)輸入信號為下限值（操作方向）或上限值（操作方向 ）時(shí)，膜片室必須被完全排空。因此，當(dāng)操作方向是正向 時(shí)設(shè)定輸入信號稍高于起始值4.5mA,（也就是說要既保證閥門關(guān)閉，又要有足夠的關(guān)閉力量），當(dāng)操作方向是反向時(shí)稍低于起始值19.5mA這特別適用于其輸出信號被限制在 4至20mA范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)器和控制系統(tǒng)。 3.6 執(zhí)行器桿伸長”類型執(zhí)行器起點(diǎn)的調(diào)整（如以 4.5mA為起點(diǎn)的），首先，擰零點(diǎn)調(diào)整螺絲（4）直至閥桿剛好從停止位置開始移動(dòng)時(shí)為止，使用電流表減

14、小輸入信號，然后再慢慢增加。檢查閥桿是否在起 點(diǎn)4.5mA開始移動(dòng)，否則，進(jìn)行修正。終點(diǎn)值的調(diào)整（如 20mA）,在調(diào)整好起點(diǎn)之后，增加輸入信號，閥桿在終點(diǎn)值恰好為 20mA時(shí)應(yīng)無動(dòng)作，并且走過了100%勺行程，如其終點(diǎn)值不正確，必須移動(dòng)銷釘（2）以修正信號，當(dāng)修正完輸入信號之后，重新調(diào)整零點(diǎn)。隨后檢查終點(diǎn)值。重復(fù)調(diào)整，直至起點(diǎn) 和終點(diǎn)都正確為止。“執(zhí)行器桿收縮”類型執(zhí)行器起點(diǎn)和終點(diǎn)的調(diào)整，對于“執(zhí)行器桿收縮”類型的執(zhí)行器，且當(dāng)裝置上游壓力存在時(shí)， 必須向膜片室施加信號壓力以便關(guān)閉信號閥門。此信號壓力值為輸入信號終點(diǎn)值20mA （正操作方向 ）或其下限值4mA（反操彳方向 ）。所需的信號壓力標(biāo)

15、注在定位器的標(biāo)簽上。起點(diǎn)的調(diào)整（如：20mA）:觀察電流表調(diào)整輸入信號到起點(diǎn)20mA擰零點(diǎn)調(diào)整螺絲（4）直至調(diào)節(jié)閥從其起始位置剛剛開始移動(dòng)時(shí)為止；增加輸入信號然后再慢慢減少輸入信號至 起始點(diǎn)20mA檢查閥門是否在剛好 20mA時(shí)開始啟動(dòng)；用零點(diǎn)調(diào)整螺絲（4）來校正偏差；逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)閥在小于20mA時(shí)開始動(dòng)作，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)閥在大于20mA時(shí)開始動(dòng)作。終點(diǎn)值（量程）的調(diào)整（如： 4mA ,在調(diào)整好起點(diǎn)之后，使用電流表調(diào)整輸入信號至 終點(diǎn)值4mA當(dāng)終點(diǎn)值剛好為 4mA時(shí)，閥桿必須處于靜止?fàn)顟B(tài)且以通過100%勺行程（觀察閥門上的行程指示器），如終點(diǎn)值不正確，必須移動(dòng)銷釘（2）以校正信號。將輸入信號調(diào)整為20mA并擰零點(diǎn)調(diào)零螺絲（4）直至所需的信號壓力在壓力表上顯示出來為止。4結(jié)束語總之，調(diào)節(jié)閥的種類很多，它們既有共同點(diǎn)，又各有特點(diǎn)，都不盡相同。這款調(diào)節(jié)閥 也只是薩姆森系列調(diào)節(jié)閥其中的一種，在這個(gè)工程調(diào)節(jié)閥調(diào)試過程中，對出現(xiàn)頻次比較高 的問題如定位器