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气动薄膜调节阀的组成

气动薄膜调节阀的组成
      气动薄膜调节阀按其结构和用途的不同种类很多,高压氧能大多选用正作用、直通、单座等百分比调节阀,其标准代号为ZMAP,主要由气室、薄膜、推力盘、弹簧、推杆、调节螺母。阀位标尺、阀杆、阀芯、阀座、填料函、阀体、阀盖和支架等组成。 气动薄膜调节阀的执行机构,工作时接受调节器或计算机的控制信号,用来改变被控介质的流量,使被调参数维持在所要求的范围内,从而达到过程控制的自动化。 
1、执行机构 
      1.1气动薄膜调节阀执行机构的工作原理 当调节器或定位器的输出信号输入薄膜室后,信号压力在薄膜上产生的推力,使推杆部件移动,并压缩弹簧,直至弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡为止。这时,推杆的移动就是气动薄膜执行机构的位移,也称行程。 
1.2气动薄膜调节阀执行机构的组成 气动执行机构具有结构简单,动作可靠,性能稳定,价格低,维护方便,防火防爆等优点,特别是对于现场有防爆要求时,应选用气动执行机构,且接线盒为防爆型。在许多控制系统中获得了广泛地应用,它分为正作用和反作用两种执行方式。正作用执行机构在输入信号增加时,推杆的位移向外;反作用执行机构在输入信号增加时,推杆的位移向内。在我们濮阳甲醇厂使用的调节阀大部分都是气动执行机构,执行机构尽管在结构上不完全相同,但基本结构都包括放大器、可逆电机、减速装置、推力机构、机械限位组件和位置反馈等部件如图1。

2 阀门定位器 
      2.1 定位器工作原理 阀门定位器是气动执行器的—种辅助仪表,它与气动执行器配套使用。阀门定位器是按力矩平衡原理工作的,来自调节器或输出式安全栅的4~20mA直流信号输入到转换组件中的线圈时,由于线圈两侧各有一块极性方向相同的永久磁铁,所以线圈产生的磁场与永久磁铁的恒定磁场,共同作用在线圈中间的可动铁芯即阀杆上,使杠杆产生位移。当输入信号增加时,杠杆向下运动,固定在杠杆上的挡板便靠近喷嘴,使放大器背压增高,经放大后输出气压也随之增高。此输出气压作用在调节阀的膜头上,使调节阀的阀杆向下运动。阀杆的位移通过拉杆 转换为反馈轴和反馈压板的角位移,并通过调量程支点作用于反馈弹簧上,该弹簧被拉伸,产生一个反馈力矩,使杠杆作顺时针偏转,当反馈力矩和电磁力矩相平衡时,阀杆就稳定于某一位置,从而实现了阀杆位移与输入信号电流成正比例的关系。调整调量程支点于适当位置,可以满足调节阀不同杆行程的要求。而阀门根据控制信号的要求而改变阀门开度的大小来调节流量,是一个局部阻力可以变化的节流元件。调节阀门主要由上下阀盖、阀体、阀瓣、阀座、填料及压板等部件组成。阀门定位器与阀门配套使用,组成一个闭合控制回路的系统。该系统主要由磁电组件、零位弹簧、挡板、气动功率放大器、调节阀、反馈杠杆、量程调节机构、反馈弹簧组成。 
2.2定位器功能介绍
      在图2所示的气动调节阀中,阀杆的位移是由薄膜上的气压推力与弹簧反作用力平衡来确定的。实际上,为了防止阀杆引出处的泄漏,填料总要压得很紧。尽管填料选用密封性好而摩擦系数小的聚四氟乙烯优质材料,填料对阀杆的摩擦力仍是不小的。特别是在压力较高的阀上,由于填料压得很紧,摩擦力可能相当大。此外,被调节流体对阀心的作用力,在阀的尺寸大或阀前后压差高、流体粘性大及含有固体悬浮物时也可能相当大。所有这些附加力都会影响执行机构与输入信号之间的定位关系。使执行机构产生回环特性,严重时造成调节系统振荡。因此,在执行机构工作条件差及要求调节质量高的场合,都在调节阀上加装阀门定位器。 
阀门定位器接受调节器的输出信号后,去控制气动执行器;当气动执行器动作时,阀杆的位移又通过机械装置负反馈到阀门定位器,因此定位器和执行器组成了一个闭环回路,图2所示是阀门定位器的功能示意图。图中显示,来自调节器输出的信号p0经定位器比例放大后输出pa,用以控制气动执行机构动作,位置反馈信号外送回至定位器,由此构成一个使阀杆位移与输入压力成比例关系的负反馈系统。 
      阀门定位器能够增加执行机构的输出功率,减少调节信号的传递滞后,加快阀杆的移动速度,能提高信号与阀位间的线性度,克服阀杆的摩擦力和消除不平衡力的影响,从而保证调节阀的正确定位。

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