氣動(dòng)保位閥概述

氣動(dòng)保位閥是閥位保護(hù)裝置。當(dāng)儀表的氣源壓力中斷，或氣源供給系統(tǒng)發(fā)生故障 氣動(dòng)保位閥 時(shí)， 氣動(dòng)保位閥能夠自動(dòng)切斷調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥氣室， 或定位器輸出與調(diào)節(jié)閥氣室之 間的通道， 使調(diào)節(jié)閥的閥位保持原來(lái)的控制位置， 以保證調(diào)節(jié)回路中工藝參數(shù)不變。 這樣介質(zhì)的被調(diào)作用不中斷，故障消除后，氣動(dòng)保位閥立刻恢復(fù)正常位置。

下圖所示為氣動(dòng)保位閥 氣動(dòng)保位閥的結(jié)構(gòu)。當(dāng)氣源信號(hào)進(jìn)入氣室 B 時(shí)，作用在比較部件 2 上 氣動(dòng)保位閥 的力，與彈簧 1 的作用力進(jìn)行比較。正常狀態(tài)時(shí)，膜片比較部件 2 的推力，大于給 定的彈簧力，此時(shí)平板閥芯 3 抬起，打開噴嘴 4，通道處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)氣源 發(fā)生故障而供氣中斷時(shí)，氣室 B 的壓力下降，在彈簧力作用下，平板閥芯 3 蓋住噴 嘴，切斷了氣室 A 與輸出口的通道。也就是將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室密封，使調(diào)節(jié)閥 的工作位置保持在原來(lái)的位置上，起到保持閥位的作用。 氣動(dòng)保位閥結(jié)構(gòu)圖

1—彈簧 2—比較部分 3、平板閥芯 4—噴嘴 A、B—?dú)馐?

調(diào)節(jié)閥在過(guò)程控制中的作用是人所共知的，在許多控制過(guò)程中要求調(diào)節(jié)閥在故障時(shí)處于某一個(gè)位置，以保護(hù)工藝過(guò)程不出現(xiàn)事故，這就要求調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)故障—安全的三斷(斷氣、斷電、斷信號(hào))保護(hù)措施。對(duì)于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)說(shuō)，比較簡(jiǎn)單，斷信號(hào)時(shí)，可以根據(jù)控制模塊的設(shè)定而停留在全開、全關(guān)、保持中的任一位置，而斷電時(shí)，自然停留在故障位置，或帶有復(fù)位裝置的電動(dòng)執(zhí)行器也可將閥位運(yùn)行到全開或全關(guān)。

對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)說(shuō)，情況就比較復(fù)雜了，所以我們主要討論氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的三斷保位方法。一般來(lái)說(shuō)，我們?cè)谶x擇氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥時(shí)，都要先確定選氣開還是氣閉，這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時(shí)的保護(hù)位置，如果工藝要求斷氣時(shí)閥門打開，則選擇常開(氣閉)式調(diào)節(jié)閥，反之則選常閉(氣開)式調(diào)節(jié)閥。這只是一個(gè)粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號(hào)的三斷保護(hù)，則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來(lái)組成一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)控制要求，這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的兩種保位方案。

一、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)

本方案主要由氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電-氣閥門定位器、失電(信號(hào))比較器、單電控電磁換向閥、氣動(dòng)保位閥、閥位信號(hào)返回器等組成。其工作原理如下：

1、斷氣源：當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時(shí)，氣動(dòng)保位閥自動(dòng)關(guān)閉將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應(yīng)設(shè)定在略低于氣源的最小值時(shí)啟動(dòng)。

2、斷電源：當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障(失電)時(shí)，失電(信號(hào))比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng)，電磁閥換向，將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空，氣動(dòng)保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。

3、斷信號(hào)：當(dāng)控制系統(tǒng)信號(hào)故障(失信號(hào))時(shí)，失電(信號(hào))比較器檢測(cè)到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號(hào)，單電控電磁換向閥失電，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)位彈簧的作用下滑動(dòng)，電磁閥換向，將氣動(dòng)保位閥的膜室壓力排空，氣動(dòng)保位閥關(guān)閉，將定位器的輸出信號(hào)壓力鎖定在氣動(dòng)控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號(hào)壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動(dòng)控制閥的閥位保持在故障位置。 位置反饋信號(hào)由閥位信號(hào)返回器給出。

本方案的優(yōu)點(diǎn)：<三斷>保護(hù)啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動(dòng)作迅速。整體造價(jià)比較便宜。

本方案的缺點(diǎn)：電磁閥長(zhǎng)期帶電，影響使用壽命。配用附件較多，安裝、調(diào)試復(fù)雜一些，閥位反饋需另配閥位信號(hào)返回器，在配用手輪的情況下，比較復(fù)雜。

二、雙作用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電-氣閥門定位器)

本方案主要由控制閥、氣控?fù)Q向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲(chǔ)氣罐等組成。其工作原理如下：

當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障(失氣)時(shí)，自鎖閥(其作用方式與保位閥相反)自動(dòng)打開，將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消，氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，兩個(gè)氣控?fù)Q向閥中的其中一個(gè)排氣，另一個(gè)進(jìn)氣，單向閥關(guān)閉，氣源由儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存的氣源向閥門供氣，從而實(shí)現(xiàn)閥門的全關(guān)或全開。全關(guān)或全開的轉(zhuǎn)換可通過(guò)調(diào)整氣控?fù)Q向閥的連接方式實(shí)現(xiàn)。

如果要實(shí)現(xiàn)閥門保位，加裝氣動(dòng)保位閥并改變管路連接，用自鎖閥直接控制保位閥，取消氣控?fù)Q向閥、單向閥、儲(chǔ)氣罐即可。

若要實(shí)現(xiàn)斷氣源時(shí)，能夠保證閥門有若干次的動(dòng)作，可采用以下方案。 本方案由儲(chǔ)氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下

當(dāng)氣源故障(失氣)時(shí)，單向閥關(guān)閉，閉鎖閥失氣，在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，氣路換向，斷開系統(tǒng)的氣源管路，接通儲(chǔ)氣罐管路，由儲(chǔ)氣罐向閥門供氣，以保證閥門有若干次動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制的目的。由于儲(chǔ)氣罐的容量有限，且儲(chǔ)氣罐中的氣源壓力隨著閥門動(dòng)作不斷下降，不可長(zhǎng)期使用儲(chǔ)氣罐為閥門供氣。本方案配用儲(chǔ)氣罐的容量應(yīng)比一般保護(hù)用儲(chǔ)氣罐的容量大。本方案在斷氣源時(shí)，閥門動(dòng)作的次數(shù)與儲(chǔ)氣罐的容量有關(guān)。

對(duì)于氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的保位方案，還有一個(gè)可供參考：在定位器和執(zhí)行器之間串聯(lián)保位閥和兩位三通電磁閥各一，在斷氣時(shí)用保位閥來(lái)保位，在斷信號(hào)時(shí)，用電磁閥來(lái)保位，不過(guò)，電磁閥必須與定位器進(jìn)行連鎖(在控制程序中設(shè)定)，即定位器有信號(hào)，電磁閥必有電，定位器一旦失信號(hào)，電磁閥必須立即斷電。

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