阀门定位器原理与调节优选材料.docx

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阀门定位器原理与调节优选材料

阀门定位器原理与调节

第一章气动阀门定位器

气动阀门定位器的原理图如下：

（气关阀正作用）

气动阀门定位器实物图如下：

气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理方框见上图所示，它是按力平衡原理设计和工作的。

　　如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时，使杠杆2绕支点转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆（摆杆）绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮（偏心凸轮）也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮使杠杆1绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。

此时，一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。

以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。

所谓正作用定位器，就是信号压力增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号压力增加，输出压力则减少。

要改变正反作用，Fisher的阀只需要把里面的调节盘拨到另一侧即可。

一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。

至于气开阀，由于是在膜盒下面通气，需要将如图中的凸轮反转。

第二章电气阀门定位器

由于现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的比较快。

虽然阀门定位器由最初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位器、区域总线阀门定位器，但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。

定位器中基本自控元件介绍--电/气转换器原理

随着仪表技术的发展，气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领，现在只有在一些特殊的场合还在使用气动仪表，作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门（P/P）定位器逐步由电/气（E/P）阀门定位器所代替。

那么在电/气阀门定位器中输入的电信号是如何转换成气信号的呢？

我们以SAMSON6111型电/气转换器为例介绍一下它的工作原理（见图1）：

图1FunctionDiagramof6111

图1AType4763

气动功率放大器（8）在设计时；选用合适的弹簧力（8.2），使当输入信号为0mA时保持输出PA在100mbar，这样输出的压力通过恒节流孔（8.4）使喷嘴（7）内有一定的背压。

当输入的信号增加时；通电的线圈

（2）切割永久磁铁（3）的磁力线，产生向上的力→挡板（6）靠近喷嘴（7）使背压（PK）增加→膜片（8.3）↓→打开阀芯（8.5）→输出PA↑。

当输入信号减少时；挡板（6）离开喷嘴（7）→背压（PK）减少→输出压力（PA）作用下膜片（8.3）↑→阀芯（8.5）关死→输出压力通过阀芯（8.5）释放。

当PA同PK平衡时输出压力保持不变；这时电信号在线圈

（2）中产生的力也同背压（PK）取得平衡。

这样输入的电信号就转换成气信号了。

定位器的组成

以SAMSON的4763电/气阀门定位器（图1A）为例，定位器主要组成部分见图2。

图2

1.反馈杆

（1）2.反馈弹簧（6）3.反馈风箱（7）4.气动功率放大器（7下部）5.电/气转换器（21）

定位器工作原理

1.模拟定位器

我们还是以SAMSON的4763定位器为例（参考图3）。

我们设：

调节阀为FC（气开）；定位器为正作用

图3

A）阀位根据输入信号成比例动作

输入信号↑→Pe点气压↑→反馈风箱中连杆（9）向左动作→压紧弹簧（6），挡板（10.2）靠近喷嘴（10.1）→输出风压↑→阀杆（对于气开阀）↑→压紧弹簧（6）→反馈风箱中连杆（9）向右动作→挡板（10.2）离开喷嘴（10.1）→输出气压（Pst）↓。

当反馈弹簧的力与反馈风箱的力平衡时，阀位保持与输入信号对应的位置。

B）定位

当输入信号不变时：

由于工艺条件变化导致阀杆↑→压紧执行器弹簧→压紧弹簧（6）→反馈风箱中连杆（9）向右动作→挡板（10.2）离开喷嘴（10.1）→输出气压↓→由执行器向下的弹簧力使阀位回到原来的地方。

由于工艺条件变化导致阀杆↓→放松执行器弹簧→放松弹簧（6）→反馈风箱中连杆（9）向左动作→挡板（10.2）靠近喷嘴（10.1）→输出气压↑→使执行器向上运动使阀位回到原来的地方。