調(diào)節(jié)閥輔助元件

調(diào)節(jié)閥輔助元件第一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件1，調(diào)節(jié)閥的輔助裝置有哪些？有什么作用？答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有如下一些：閥門定位器--包括電氣閥門定位器和氣動(dòng)閥門定位器，用于改善調(diào)節(jié)閥工作特性，實(shí)現(xiàn)正確定位；閥位開關(guān)--顯示調(diào)節(jié)閥上、下限的行程工作位置；氣動(dòng)保位閥—?dú)庠垂收蠒r(shí)，保持閥門當(dāng)時(shí)的位置；第二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件三通四通電磁閥—實(shí)現(xiàn)氣路的自動(dòng)切換；用于聯(lián)鎖控制系統(tǒng)；手輪機(jī)構(gòu)—系統(tǒng)故障時(shí)，可切換進(jìn)行手動(dòng)操作；空氣過濾器減壓器—作為氣源凈化，調(diào)壓之用；儲(chǔ)氣罐—?dú)庠垂收蠒r(shí)，由它取代，使閥能繼續(xù)工作一段時(shí)間；其他輔助裝置還有：閥位傳感器、電氣轉(zhuǎn)換器、閥位控制器、氣動(dòng)保位閥、快泄裝置、位置指示開關(guān)等。第三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件

1.1定位器（1）電氣閥門定位器電氣閥門定位器是把調(diào)節(jié)器輸出的4-20MA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣信號(hào)，它可以起到電氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器組合使用的作用。是調(diào)節(jié)閥的主要附件之一。電氣閥門定位器是根據(jù)力平衡原理制作的，如下圖所第四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件示，控制室輸出一個(gè)4-20mA的電流信號(hào)，定位器中的電磁組件接受電流信號(hào)后產(chǎn)生一個(gè)作用力，使擋板與噴嘴的間隙發(fā)生變化，從而使噴嘴背壓上升(或下降)，繼動(dòng)器輸出增加(或減小)，繼動(dòng)器的輸出壓力進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿產(chǎn)生位移(即改變了閥門的開度)，這個(gè)位移通過返饋杠桿行程調(diào)整機(jī)構(gòu)和反饋彈簧在擋板上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)反饋力，使擋第五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件板朝反方向移動(dòng),直到電磁鐵的力與負(fù)反饋力達(dá)到平衡，閥門則處于一個(gè)相對(duì)平衡的位置；當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，則重復(fù)上述過程,達(dá)到一個(gè)新的平衡位置,從而使閥的位置與輸入信號(hào)嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。

第六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件電氣閥門定位器控制原理圖

第七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件（2）智能閥門定位器智能閥門定位器是一種帶反饋的閉環(huán)智能控制系統(tǒng)。通常具有以下特點(diǎn)：耗氣量??；能夠按照偏差大小進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制；響應(yīng)速度和控制精度高；有多種流量特性可供選擇；具有自診斷自密封功能；自適應(yīng)死區(qū)。它的工作原理如圖2.8.5所示。當(dāng)定位器在正常工作狀態(tài)時(shí)，從控制室來的4-20mA的電流信號(hào)輸入定位第八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件器的控制部件，控制部件中的數(shù)字控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣和運(yùn)算處理，控制單元根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，通過D/A模塊單元向電氣轉(zhuǎn)換單元輸出相應(yīng)的控制電壓，電氣轉(zhuǎn)換單元將接受到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的氣壓信號(hào)，氣動(dòng)放大單元將氣壓信號(hào)進(jìn)行放大并控制氣動(dòng)執(zhí)行器的動(dòng)作。定位器中的反饋電位器將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推桿第九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，數(shù)字控制單元對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后與輸入信號(hào)進(jìn)行比較、運(yùn)算，從而不斷調(diào)整電氣轉(zhuǎn)換單元控制電壓的大小，直到執(zhí)行器達(dá)到理想位置。第十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件智能閥門定位器控制原理圖第十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件（3）氣動(dòng)閥門定位器氣動(dòng)閥門定位器是接受0.02--0.1MPA(或0.02--0.06;0.06--0.1MPA)的標(biāo)準(zhǔn)氣信號(hào),輸出0.02-0.1或0.08-0.24MPA的氣信號(hào),以驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作.它與調(diào)節(jié)閥配套使用,可以克服閥桿摩擦力和閥芯的不平衡力,提高調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)速度,提高調(diào)節(jié)精度。還可以在不改變調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)的情況下改變閥的流量特性或第十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件作用型式.它的工作原理如圖所示：當(dāng)控制系統(tǒng)輸出的氣壓信號(hào)增大時(shí)，繼動(dòng)器中的背壓腔內(nèi)壓力增大時(shí)，推動(dòng)閥芯向右運(yùn)動(dòng)，氣源到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口打開，氣源通過繼動(dòng)器輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向下運(yùn)動(dòng)，推桿帶動(dòng)反饋杠桿與凸輪旋轉(zhuǎn)，彈簧的壓縮力增大，產(chǎn)生一個(gè)反向推力使閥芯向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧的壓縮第十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件力與膜片的推力相等時(shí)，繼動(dòng)器處于平衡狀態(tài)，定位器不進(jìn)氣也不排氣。反之，當(dāng)控制系統(tǒng)輸出的氣壓信號(hào)減小時(shí)，繼動(dòng)器中的背壓腔內(nèi)壓力減小，閥芯向左運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)到繼動(dòng)器的排氣口打開，執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜腔內(nèi)的氣壓排出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向上運(yùn)動(dòng)，推桿帶動(dòng)反饋杠桿與凸輪旋轉(zhuǎn)，彈簧的壓縮力減小，閥芯向右第十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧的壓縮力與膜片的推力相等時(shí)，繼動(dòng)器處于平衡狀態(tài)，定位器不進(jìn)氣也不排氣處于平衡狀態(tài)。

第十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件1.2電氣轉(zhuǎn)換器電-氣轉(zhuǎn)換器能夠把4-20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0.02-0.1Mpa的氣壓信號(hào)，它的工作原理如圖2.8.7所示：力矩馬達(dá)接受控制室輸出的4-20mA的電流信號(hào)，力矩馬達(dá)產(chǎn)生與電流信號(hào)成比例的轉(zhuǎn)距，有力矩馬達(dá)上的杠桿輸出，杠桿的一端與擋板相連，另一端與反饋彈簧、調(diào)零彈簧相連接。因此通過輸入電流信號(hào)的增大，第十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件相應(yīng)的力矩馬達(dá)的轉(zhuǎn)距增大，力矩馬達(dá)上的杠桿推動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)，噴嘴與擋板之間的間隙減小，噴嘴的背壓增大。這樣4-20mA的電流信號(hào)就轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣壓信號(hào)。這樣的氣壓信號(hào)流量太小，再將此小氣壓信號(hào)輸入給氣動(dòng)放大器，通過氣動(dòng)放大器就產(chǎn)生了一個(gè)與輸入電流信號(hào)成比例的大流量的氣信號(hào)。大流量的氣信號(hào)的一部分引入反饋系統(tǒng)中的波紋管，波紋管第十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件根據(jù)輸入壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的位移，它通過隨動(dòng)軸、反饋彈簧和行程調(diào)整件最后作用于力矩馬達(dá)的杠桿上，這樣就組成了一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)。從原理上說，就是有力矩馬達(dá)和波紋管在反饋彈簧上所產(chǎn)生的力處于平衡狀態(tài)。

第十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件電-氣轉(zhuǎn)換器控制原理圖

第十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件1.3閥門保護(hù)裝置三斷保護(hù)裝置為典型的閥門保護(hù)裝置，包含了氣源、電源、信號(hào)源故障時(shí)的保護(hù)方案，以下以三斷保護(hù)裝置的工作原理來說明閥門保護(hù)裝置的工作原理。三斷保護(hù)裝置是根據(jù)控制系統(tǒng)安全控制的需要，在氣源、電源、信號(hào)源出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)，可使調(diào)節(jié)閥保持全開、原位、全關(guān)的狀態(tài)。其中電子開關(guān)（DKB）和第二十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件兩位三通電磁閥實(shí)現(xiàn)了斷電源，斷信號(hào)源的保護(hù)。斷信號(hào)出廠設(shè)定為小于3.6mA時(shí)，電子開關(guān)切斷兩位三通電磁閥的電源，使兩位三通電磁閥動(dòng)作，同時(shí)切斷了閉鎖閥的控制氣源。閉鎖閥實(shí)現(xiàn)了斷氣源的保護(hù)，氣源故障點(diǎn)出廠設(shè)定為小于0.28MPa時(shí)，閉鎖閥動(dòng)作，切斷了IN1到OUT的通路，同時(shí)使IN2與OUT接通。此時(shí)若第二十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件IN2接口不接任何管路調(diào)節(jié)閥將實(shí)現(xiàn)全開，IN2接口接一堵頭調(diào)節(jié)閥將實(shí)現(xiàn)保位，IN2接口接一儲(chǔ)氣罐調(diào)節(jié)閥將實(shí)現(xiàn)全關(guān)。氣源故障點(diǎn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制需要可在0.14～0.7Mpa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，壓力開關(guān)為可選件。第二十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件

閥門保護(hù)裝置

第二十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件

1.4電磁閥國(guó)內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即：直動(dòng)式、分步先導(dǎo)式)，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))，按功能用途分為二位二通，二位第二十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件三通，二位四通，二位五通等電磁閥。其主要用途是完成氣路的自動(dòng)切換或?qū)崿F(xiàn)氣路的通斷控制，廣泛應(yīng)用在汽缸及薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程操縱。第二十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件（1）直動(dòng)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過25mm。第二十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件（2）分布直動(dòng)式電磁閥：原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可*動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。第二十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件（3）先導(dǎo)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門。特點(diǎn)：流體壓力范圍上限較高，可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件第二十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件下面以吳忠儀表開發(fā)生產(chǎn)的K23d直動(dòng)式兩位三通電磁閥為例說明電磁閥的工作原理。直動(dòng)式三通電磁閥主要由閥體、連接體、防爆外殼、動(dòng)鐵芯、隔磁套管、線圈、外殼、接線盒、手動(dòng)機(jī)構(gòu)等零部件組成。該閥的動(dòng)作原理，以常閉型為例。當(dāng)接通電源后，電流通過線圈勵(lì)磁而產(chǎn)生吸力，克服彈簧阻力吸合動(dòng)鐵芯堵塞排氣口O，

第二十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件同時(shí)使氣源腔口P與工作腔口A相通。切斷電源時(shí)，靜鐵芯的吸力消失，在彈簧力的作用下，動(dòng)鐵芯復(fù)位，關(guān)閉氣源腔口P，這時(shí)工作腔口A與排氣口O相通，電磁閥完成了一個(gè)動(dòng)作的循環(huán)。如圖所示。

第三十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件第三十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件1.5空氣過濾減壓閥概述：KZ03空氣過濾減壓閥不僅把壓縮空氣進(jìn)行過濾凈化，而且還把輸出壓力調(diào)到氣動(dòng)儀表所需的給定值。它是一種為氣動(dòng)儀表提供清潔的不同壓力氣源的輔助裝置。結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理：空氣過濾減壓閥主要由閥體、閥座、閥芯、過濾元件，膜片組件、給定彈簧，手輪等零件組成，它們構(gòu)成A、B、C三個(gè)氣腔室，參見圖所示第三十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件空氣過濾減壓閥結(jié)構(gòu)圖圖2.8.9空氣過濾減壓閥結(jié)構(gòu)圖第三十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件空氣過濾減壓閥按力平衡原理設(shè)計(jì)，當(dāng)來自空壓機(jī)的壓縮空氣從減壓閥輸入端（IN）流進(jìn)氣腔室A，經(jīng)過過濾元件，除去水、油、塵和其它微小物質(zhì)到達(dá)氣腔室B，最后從輸出口（OUT）流出。由于輸出壓力受負(fù)載流量變化的影響，有時(shí)輸出壓力會(huì)大于或小于這個(gè)給定值。假設(shè)輸出壓力小于給定值，則膜片受空氣的向上作第三十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件用力小于給定彈簧的作用力，失去平衡，膜片向下運(yùn)動(dòng)，閥芯也向下運(yùn)動(dòng)離開閥座，由于輸出壓力增大。如果輸出壓力大于給定值，膜片向上運(yùn)動(dòng)，閥芯離開彈簧座，空氣通過彈簧座的小孔進(jìn)入氣腔室C，排入大氣，達(dá)到新的平衡，因而輸出壓力保持在給定值水平上。第三十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件1.5保位閥概述：保位閥是氣動(dòng)單元組合儀表輔助元件。當(dāng)氣源系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保位閥能自動(dòng)切斷調(diào)節(jié)儀表與調(diào)節(jié)閥的通道，使調(diào)節(jié)閥的開度保證停止在故障前的位置，使工藝過程正常運(yùn)行。當(dāng)氣源故障消除后又能自動(dòng)恢復(fù)正常工作，因此，保位閥可作為自動(dòng)控制回路的安全保護(hù)裝置。第三十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理：保位閥是按力平衡原理設(shè)計(jì)的，主要由調(diào)整螺栓、彈簧、膜片、閥體等組成。當(dāng)供給氣源正常，氣源空氣進(jìn)入閥體氣室膜片的下方，從而通過作用在膜片上的力產(chǎn)生向上的推力，使托盤向上運(yùn)動(dòng)，打開閥芯，直至與給定彈簧的彈力平衡。

第三十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件此時(shí)從調(diào)節(jié)儀表來的輸出氣壓信號(hào)，通過閥體內(nèi)部通道輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室，使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作。當(dāng)氣源壓力低于臨界安全壓力時(shí)，此時(shí)作用在膜片上的推力就會(huì)減小，在彈簧的作用下，保位閥關(guān)閉，使調(diào)節(jié)閥保持原位，當(dāng)氣源故障消除后又能迅速恢復(fù)正常工作。

第三十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件氣動(dòng)保位閥結(jié)構(gòu)圖第三十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件1.6氣動(dòng)加速器概述：氣動(dòng)加速器是一種用于提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度，減少時(shí)間滯后的高容量空氣繼動(dòng)器。從信號(hào)調(diào)節(jié)器來的信號(hào)氣壓的傳遞距離非常長(zhǎng)的場(chǎng)合或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的容量很大的場(chǎng)合時(shí)使用氣動(dòng)加速器能顯著提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度。在氣動(dòng)加速器上設(shè)有調(diào)整螺塞，能克服超調(diào)或振蕩現(xiàn)象。第四十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期五調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)課件結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理：氣