《气动调节阀的构造与原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气动调节阀的构造与原理（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、气动调节阀的结构与原理 何少君何少君 内容简介 概述 1 调节阀结构和组成 2 调试 3 故障处理 4 概述 调节阀又称控制阀，广泛应用于火力发电、石油、化调节阀又称控制阀，广泛应用于火力发电、石油、化 工等工业生产领域，是生产过程中实现自动控制、自动调工等工业生产领域，是生产过程中实现自动控制、自动调 节的重要设备。调节阀可以连续和精确地调节流量，在电节的重要设备。调节阀可以连续和精确地调节流量，在电 厂中，常用来调节流体的压力、温度、流量、液位等热力厂中，常用来调节流体的压力、温度、流量、液位等热力 参数，以满足生产工艺流程需要。是电厂保障机组稳定经参数，以满足生产工艺流程需要。是电厂保障
2、机组稳定经 济运行的重要的组成部分。济运行的重要的组成部分。 调节阀由执行机构和阀体组成。执行机构起推动作用调节阀由执行机构和阀体组成。执行机构起推动作用 ，而阀体与介质直接接触，在执行机构的驱动下，改变阀，而阀体与介质直接接触，在执行机构的驱动下，改变阀 芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的作用。芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的作用。 作为调节阀的驱动部分，执行机构有着十分重要的作作为调节阀的驱动部分，执行机构有着十分重要的作 用，其性能的好坏直接影响着阀门调节性能。用，其性能的好坏直接影响着阀门调节性能。按其使用的按其使用的 动力动力可以分为气动、电动和液动三大类可以分为气动、
3、电动和液动三大类。 概述 气动执行机构气动执行机构以洁净压缩空气为动力，通过推动薄膜或活以洁净压缩空气为动力，通过推动薄膜或活 塞的移动来塞的移动来驱动驱动阀体运动，控制阀门开度以达到控制目的阀体运动，控制阀门开度以达到控制目的 ，具有结构简单、性能稳定、维护方便和具有结构简单、性能稳定、维护方便和动作可靠、调节动作可靠、调节 灵敏灵敏等特点，因此应用广泛。等特点，因此应用广泛。 电动执行机构以电力驱动的电动机为动力，接收标准电信电动执行机构以电力驱动的电动机为动力，接收标准电信 号来号来控制阀门。控制阀门。（一体化执行机构）具有结构简单、维护（一体化执行机构）具有结构简单、维护 方便、不需要
4、电气转换环节等优点，多应用在二位式阀门方便、不需要电气转换环节等优点，多应用在二位式阀门 。不适合用在一些需要快速反应或调节频繁的的阀门上。不适合用在一些需要快速反应或调节频繁的的阀门上。 液动执行机构以高压抗燃油（或水）为动力，推动液动执行机构以高压抗燃油（或水）为动力，推动活塞运活塞运 动来控制阀门，可以产生很动来控制阀门，可以产生很大的推力。常应用在大口径或大的推力。常应用在大口径或 高压力管道上。缺点是装置体积大，控制复杂，需要一套高压力管道上。缺点是装置体积大，控制复杂，需要一套 供油装置（油站）来配合工作。一般电厂中采用液动执行供油装置（油站）来配合工作。一般电厂中采用液动执行 机
5、构的有循泵出口碟阀；高、中低压缸主汽门、调门等。机构的有循泵出口碟阀；高、中低压缸主汽门、调门等。 概述 uu气动调节阀气动调节阀 气动调节阀主要由气动执行机构、阀体、附件三部分气动调节阀主要由气动执行机构、阀体、附件三部分 组成组成 。执行机构以洁净压缩空气为动力，接收。执行机构以洁净压缩空气为动力，接收420420毫安毫安 电信号或电信号或20100KPa20100KPa气信号，驱动气信号，驱动阀体运动，改变阀芯与阀体运动，改变阀芯与 阀座间的流通面积，从而达到调节流量的作用。为了改善阀座间的流通面积，从而达到调节流量的作用。为了改善 阀门的线性度，克服阀杆的摩擦力和被调介质工况（温度阀门
6、的线性度，克服阀杆的摩擦力和被调介质工况（温度 、压力）变化引起的影响，使用阀门定位器与调节阀配套、压力）变化引起的影响，使用阀门定位器与调节阀配套 ，从而使阀门位置能按调节信号精确定位。，从而使阀门位置能按调节信号精确定位。 为了为了机组安全运行，机组安全运行，一些重要的阀门设计有电磁阀、一些重要的阀门设计有电磁阀、 保位阀、快速泄压阀等附件，确保调节阀在失电、失信号保位阀、快速泄压阀等附件，确保调节阀在失电、失信号 或失气情况下实现快开（关）或保位功能（或失气情况下实现快开（关）或保位功能（三断自锁保护三断自锁保护 功能）功能），满足工艺系统安全运行的要求。，满足工艺系统安全运行的要求。
7、概述 气动执行机构分类：气动执行机构分类： l l按功能：两位式按功能：两位式 调节式调节式 l l按气缸结构：薄膜式按气缸结构：薄膜式 活塞式活塞式 l l按阀杆移动方式：直行程按阀杆移动方式：直行程 角角 行程行程 l l按阀杆移动方向：正作用按阀杆移动方向：正作用 反反 作用作用 l l按作用方式：单作用按作用方式：单作用 双作用双作用 l l按气动失效模式分：失气开按气动失效模式分：失气开 气关气关 失气关气开失气关气开 概述 控制阀的三断保护控制阀的三断保护 控制阀的三断保护指：断气源保护、断电源保护、断控制阀的三断保护指：断气源保护、断电源保护、断 信号源保护。是信号源保护。是满足
8、工艺系统安全运行的重要保障。与电满足工艺系统安全运行的重要保障。与电 磁阀、保位阀、快速泄压阀等附件组合使用。磁阀、保位阀、快速泄压阀等附件组合使用。 控制阀应用示意图（如下图）控制阀应用示意图（如下图） 概述 执行机构主要组成部件: n隔膜或活塞 隔膜/活塞是执行机构的承压部件，它的作 用是在执行机构内部构成一个密闭的压力腔室， 给阀杆一个驱动力，从而驱动阀杆能向上或者向 下运动。 n弹簧 弹簧是执行机构重要的组成部分. 弹簧力是阀门的驱动力，在失去压缩空气时，是 靠弹簧力来开/关阀门的。在通入压缩空气时，气 压压缩或拉伸弹簧,克服弹簧力来开/关阀门 。 n手轮 手轮机构是与调节阀配套使用的
9、附属装置。 n气动杆 n连轴器 阀体基本结构 阀体主要组成部件 有： l 阀笼 l 阀瓣 l 阀座（密封环） l 阀杆 l 阀笼压环 附件 n n 主要附件主要附件 l l 电磁阀电磁阀根据系统逻辑保护关系控制阀门动作根据系统逻辑保护关系控制阀门动作 l l 减压阀减压阀保证供气气压保证供气气压 l l 过滤器过滤器净化来自空气压缩机的气源净化来自空气压缩机的气源 l l 电流电流/ /气压转换器（气压转换器（I/PI/P）使控制点的电信号适用于气动使控制点的电信号适用于气动 执行机构执行机构 l l 定位器定位器改善调节阀的静态和动态特性改善调节阀的静态和动态特性 l l 流量放大器流量放大
10、器增大进入阀门隔膜气腔的气流量增大进入阀门隔膜气腔的气流量 附件 l l 气动保位阀气动保位阀保证重要阀门在气源突然中断时能够实现对保证重要阀门在气源突然中断时能够实现对 调节阀行程的自锁调节阀行程的自锁 l l 快速泄压阀快速泄压阀使阀门在失气后快速回到安全位置使阀门在失气后快速回到安全位置 l l 限位开关限位开关显示阀门到达全开全关状态显示阀门到达全开全关状态 定位器 阀门定位器阀门定位器是气动是气动调节阀调节阀的核心部件，的核心部件，起阀门定位作用起阀门定位作用 。它将阀杆位移信号作为反馈测量信号。它将阀杆位移信号作为反馈测量信号, ,以以DCSDCS或控制器输或控制器输 出作为设定信
11、号，进行比较，当两者有偏差时，出作为设定信号，进行比较，当两者有偏差时，定位器定位器输出输出 控制信号到执行机构，驱使执行机构动作，建立阀杆位移与控制信号到执行机构，驱使执行机构动作，建立阀杆位移与 控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器是控制器输出信号之间的一一对应关系。因此，阀门定位器是 以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控 制系统。制系统。 定位器按其结构形式和工作原理可以分成气定位器、电定位器按其结构形式和工作原理可以分成气定位器、电 气阀门定位器和智能式阀门定位器。气阀门定位器和智能式阀门定位器。 气定位
12、器的输入信号是标准气信号，例如，气定位器的输入信号是标准气信号，例如，20100kPa20100kPa 气信号，其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器的气信号，其输出信号也是标准的气信号。电气阀门定位器的 输入信号是标准电流或电压信号，例如，输入信号是标准电流或电压信号，例如， 420mA420mA电流电流 定位器 信号或信号或15V15V电压信号等，在电气阀门定位器内部将电信电压信号等，在电气阀门定位器内部将电信 号转换为电磁力，然后输出气信号驱动控制阀。智能电气号转换为电磁力，然后输出气信号驱动控制阀。智能电气 阀门定位器带阀门定位器带CPUCPU，可处理有关智能运算，它将，可处理有关
13、智能运算，它将DCSDCS输出输出 的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节阀工作的电流信号转换成驱动调节阀的气信号，根据调节阀工作 时阀杆摩擦力，抵消介质压力波动而产生的不平衡力，使时阀杆摩擦力，抵消介质压力波动而产生的不平衡力，使 阀门开度对应于阀门开度对应于DCSDCS输出的电流信号。并且可以进行智能输出的电流信号。并且可以进行智能 组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。组态设置相应的参数，达到改善控制阀性能的目的。 定位器工作原理如下：定位器工作原理如下： 定位器 以薄膜式执行机构配套使用的定位器为例简述气定位器工以薄膜式执行机构配套使用的定位器为例简述气定位器工 作原理作
14、原理( (如下图如下图): ): 气定位器是按力平衡原理工作的气定位器是按力平衡原理工作的. .当进入波纹管的信当进入波纹管的信 号压力增加时号压力增加时, ,杠杆杠杆2 2绕支点转动绕支点转动, ,使杠杆末端挡板靠近喷嘴使杠杆末端挡板靠近喷嘴, , 使喷嘴节流、背压使喷嘴节流、背压, ,这样使得工作气源经气动放大器后进入这样使得工作气源经气动放大器后进入 执行机构薄膜压力增加，推动连杆并带动平板一起向下移执行机构薄膜压力增加，推动连杆并带动平板一起向下移 动，也使得摆杆向下压，偏心凸轮随之逆时针转动，推动动，也使得摆杆向下压，偏心凸轮随之逆时针转动，推动 滚轮使杠杆滚轮使杠杆1 1向左运动，
15、将反馈弹簧拉伸，当弹簧对杠杆向左运动，将反馈弹簧拉伸，当弹簧对杠杆2 2 的拉力和信号压力作用在波纹管上的力达到平衡时，执行的拉力和信号压力作用在波纹管上的力达到平衡时，执行 机构达到平衡，此时一定的信号压力就对应机构达到平衡，此时一定的信号压力就对应 一定的阀门位一定的阀门位 置。置。 定位器 凸轮式气定位器工作原理凸轮式气定位器工作原理 定位器 电电- -气式定位器：是在气定位器的基础上将电气转换元件气式定位器：是在气定位器的基础上将电气转换元件 集成到定位器上，将电信号转换为电磁力，然后输出气集成到定位器上，将电信号转换为电磁力，然后输出气 信号驱动控制阀，方便了控制。与气动定位器相比，用信号驱动控制阀，方便了控制。与气动定位器相比，用 户只需要给标准的信号即可（一般是户只需要给标准的信号即可（一般是420mA420mA电流信号电流信号 ）。）。 定位器 智能型定位器（以西门子定位器为例）
