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1、调节阀培训课件,第一部分 调节阀的辅助装置,调节阀培训课件,1，调节阀的辅助装置有哪些？有什么作用？答：气动调节阀的辅助装置主要有如下一些：阀门定位器-包括电气阀门定位器和气动阀门定位器，用于改善调节阀工作特性，实现正确定位；阀位开关-显示调节阀上、下限的行程工作位置；气动保位阀气源故障时，保持阀门当时的位置；,调节阀培训课件,三通四通电磁阀实现气路的自动切换；用于联锁控制系统； 手轮机构系统故障时，可切换进行手动操作； 空气过滤器减压器作为气源净化，调压之用； 储气罐气源故障时，由它取代，使阀能继续工作一段时间； 其他辅助装置还有：阀位传感器、电气转换器、阀位控制器、气动保位阀、快泄装置、位
2、置指示开关等。,调节阀培训课件,1.1 定位器 （1）电气阀门定位器电气阀门定位器是把调节器输出的4-20MA电流信号转换成驱动气动执行机构的气信号，它可以起到电气转换器和气动阀门定位器组合使用的作用。是调节阀的主要附件之一。电气阀门定位器是根据力平衡原理制作的，如下图所,调节阀培训课件,示，控制室输出一个4-20mA的电流信号，定位器中的电磁组件接受电流信号后产生一个作用力，使挡板与喷嘴的间隙发生变化，从而使喷嘴背压上升(或下降)，继动器输出增加(或减小)，继动器的输出压力进入执行机构气室,使执行机构的推杆产生位移(即改变了阀门的开度)， 这个位移通过返馈杠杆行程调整机构和反馈弹簧在挡板上产
3、生一个负反馈力，使挡,调节阀培训课件,板朝反方向移动,直到电磁铁的力与负反馈力 达到平衡，阀门则处于一个相对平衡的位置； 当输入信号发生变化时，则重复上述过程,达到一个新的平衡位置,从而使阀的位置与输入信号严格对应。,调节阀培训课件,电气阀门定位器控制原理图,调节阀培训课件,（2）智能阀门定位器智能阀门定位器是一种带反馈的闭环智能控制系统。通常具有以下特点：耗气量小；能够按照偏差大小进行自适应调节控制；响应速度和控制精度高；有多种流量特性可供选择；具有自诊断自密封功能；自适应死区。它的工作原理如图2.8.5所示。当定位器在正常工作状态时，从控制室来的4-20mA的电流信号输入定位,调节阀培训课
4、件,器的控制部件，控制部件中的数字控制单元对信号进行采样和运算处理，控制单元根据运算结果，通过D/A模块单元向电气转换单元输出相应的控制电压，电气转换单元将接受到的电压信号转换成相对应的气压信号，气动放大单元将气压信号进行放大并控制气动执行器的动作。定位器中的反馈电位器将执行机构的推杆,调节阀培训课件,位移转换成相应的电压信号，数字控制单元对反馈信号进行采样，对反馈信号进行运算处理后与输入信号进行比较、运算，从而不断调整电气转换单元控制电压的大小，直到执行器达到理想位置。,调节阀培训课件,智能阀门定位器控制原理图,调节阀培训课件,（3）气动阀门定位器气动阀门定位器是接受0.02-0.1MPA(
5、或0.02-0.06;0.06-0.1MPA)的标准气信号,输出0.02-0.1或0.08-0.24MPA的气信号,以驱动气动执行机构进行工作.它与调节阀配套使用,可以克服阀杆摩擦力和阀芯的不平衡力,提高调节阀的响应速度,提高调节精度。还可以在不改变调节阀结构的情况下改变阀的流量特性或,调节阀培训课件,作用型式.它的工作原理如图所示：当控制系统输出的气压信号增大时，继动器中的背压腔内压力增大时，推动阀芯向右运动，气源到执行机构的进气口打开，气源通过继动器输入执行机构，执行机构推杆向下运动，推杆带动反馈杠杆与凸轮旋转，弹簧的压缩力增大，产生一个反向推力使阀芯向左运动，当弹簧的压缩,调节阀培训课件
6、,力与膜片的推力相等时，继动器处于平衡状态，定位器不进气也不排气。反之，当控制系统输出的气压信号减小时，继动器中的背压腔内压力减小，阀芯向左运动，执行机构到继动器的排气口打开，执行机构膜腔内的气压排出，执行机构推杆向上运动，推杆带动反馈杠杆与凸轮旋转，弹簧的压缩力减小，阀芯向右,调节阀培训课件,运动，当弹簧的压缩力与膜片的推力相等时，继动器处于平衡状态，定位器不进气也不排气处于平衡状态。,调节阀培训课件,1.2电气转换器电-气转换器能够把4-20mA 的电流信号转换成0.02-0.1Mpa的气压信号，它的工作原理如图2.8.7所示：力矩马达接受控制室输出的4-20mA的电流信号，力矩马达产生与
7、电流信号成比例的转距，有力矩马达上的杠杆输出，杠杆的一端与挡板相连，另一端与反馈弹簧、调零弹簧相连接。因此通过输入电流信号的增大，,调节阀培训课件,相应的力矩马达的转距增大，力矩马达上的杠杆推动挡板运动，喷嘴与挡板之间的间隙减小，喷嘴的背压增大。这样4-20mA 的电流信号就转换成相应的气压信号。这样的气压信号流量太小，再将此小气压信号输入给气动放大器，通过气动放大器就产生了一个与输入电流信号成比例的大流量的气信号。大流量的气信号的一部分引入反馈系统中的波纹管，波纹管,调节阀培训课件,根据输入压力的大小产生相应的位移，它通过随动轴、反馈弹簧和行程调整件最后作用于力矩马达的杠杆上，这样就组成了一
8、个闭环反馈系统。从原理上说，就是有力矩马达和波纹管在反馈弹簧上所产生的力处于平衡状态。,调节阀培训课件,电-气转换器控制原理图,调节阀培训课件,1.3 阀门保护装置三断保护装置为典型的阀门保护装置，包含了气源、电源、信号源故障时的保护方案，以下以三断保护装置的工作原理来说明阀门保护装置的工作原理。 三断保护装置是根据控制系统安全控制的需要，在气源、电源、信号源出现故障时，对控制系统实现保护，可使调节阀保持全开、原位、全关的状态。其中电子开关（DKB）和,调节阀培训课件,两位三通电磁阀实现了断电源，断信号源的保护。断信号出厂设定为小于3.6mA时，电子开关切断两位三通电磁阀的电源，使两位三通电磁
9、阀动作，同时切断了闭锁阀的控制气源。闭锁阀实现了断气源的保护，气源故障点出厂设定为小于0.28MPa时，闭锁阀动作，切断了IN1到OUT的通路，同时使IN2与OUT接通。此时若,调节阀培训课件,IN2接口不接任何管路调节阀将实现全开，IN2接口接一堵头调节阀将实现保位，IN2接口接一储气罐调节阀将实现全关。气源故障点根据现场控制需要可在0.140.7Mpa范围内调节，压力开关为可选件。,调节阀培训课件,阀门保护装置,调节阀培训课件,1.4电磁阀国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导
10、膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)，按功能用途分为二位二通，二位,调节阀培训课件,三通，二位四通，二位五通等电磁阀。其主要用途是完成气路的自动切换或实现气路的通断控制，广泛应用在汽缸及薄膜执行机构，实现生产过程的自动控制和远程操纵。,调节阀培训课件,（1）直动式电磁阀： 原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。 特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。,调节阀培训课件,（2）分布直动式电磁阀： 原理： 它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁
11、力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。 特点： 在零压差或真空、高压时亦能可*动作，但功率较大，要求必须水平安装。,调节阀培训课件,（3） 先导式电磁阀：原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。 特
12、点： 流体压力范围上限较高，可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件,调节阀培训课件,下面以吴忠仪表开发生产的K23d直动式两位三通电磁阀为例说明电磁阀的工作原理。直动式三通电磁阀主要由阀体、连接体、防爆外壳、动铁芯、隔磁套管、线圈、外壳、接线盒、手动机构等零部件组成。该阀的动作原理，以常闭型为例。当接通电源后，电流通过线圈励磁而产生吸力，克服弹簧阻力吸合动铁芯堵塞排气口O，,调节阀培训课件,同时使气源腔口P与工作腔口A相通。切断电源时，静铁芯的吸力消失，在弹簧力的作用下，动铁芯复位，关闭气源腔口P，这时工作腔口A与排气口O相通，电磁阀完成了一个动作的循环。如图所示。,调节阀培训课件,调节阀
13、培训课件,1.5空气过滤减压阀 概述：KZ03空气过滤减压阀不仅把压缩空气进行过滤净化，而且还把输出压力调到气动仪表所需的给定值。它是一种为气动仪表提供清洁的不同压力气源的辅助装置。结构及动作原理： 空气过滤减压阀主要由阀体、阀座、阀芯、过滤元件，膜片组件、给定弹簧，手轮等零件组成，它们构成A、B、C三个气腔室，参见图所示,调节阀培训课件,空气过滤减压阀结构图,图2.8.9 空气过滤减压阀结构图,调节阀培训课件,空气过滤减压阀按力平衡原理设计，当来自空压机的压缩空气从减压阀输入端（IN）流进气腔室A，经过过滤元件，除去水、油、尘和其它微小物质到达气腔室B，最后从输出口（OUT）流出。由于输出压
14、力受负载流量变化的影响，有时输出压力会大于或小于这个给定值。假设输出压力小于给定值，则膜片受空气的向上作,调节阀培训课件,用力小于给定弹簧的作用力，失去平衡，膜片向下运动，阀芯也向下运动离开阀座，由于输出压力增大。如果输出压力大于给定值，膜片向上运动，阀芯离开弹簧座，空气通过弹簧座的小孔进入气腔室C，排入大气，达到新的平衡，因而输出压力保持在给定值水平上。,调节阀培训课件,1.5 保位阀概述：保位阀是气动单元组合仪表辅助元件。当气源系统发生故障时，保位阀能自动切断调节仪表与调节阀的通道，使调节阀的开度保证停止在故障前的位置，使工艺过程正常运行。当气源故障消除后又能自动恢复正常工作，因此，保位阀
15、可作为自动控制回路的安全保护装置。,调节阀培训课件,结构及动作原理：保位阀是按力平衡原理设计的，主要由调整螺栓、弹簧、膜片、阀体等组成。 当供给气源正常，气源空气进入阀体气室膜片的下方，从而通过作用在膜片上的力产生向上的推力，使托盘向上运动，打开阀芯，直至与给定弹簧的弹力平衡。,调节阀培训课件,此时从调节仪表来的输出气压信号，通过阀体内部通道输出到执行机构气室，使调节阀动作。当气源压力低于临界安全压力时，此时作用在膜片上的推力就会减小，在弹簧的作用下，保位阀关闭，使调节阀保持原位，当气源故障消除后又能迅速恢复正常工作。,调节阀培训课件,气动保位阀结构图,调节阀培训课件,1.6 气动加速器概述：
16、气动加速器是一种用于提高执行机构的动作速度，减少时间滞后的高容量空气继动器。从信号调节器来的信号气压的传递距离非常长的场合或执行机构的容量很大的场合时使用气动加速器能显著提高执行机构的响应速度。在气动加速器上设有调整螺塞，能克服超调或振荡现象。,调节阀培训课件,结构及动作原理： 气动加速器接受定位器输出信号，经调整螺塞改变阀芯部件，使气源与执行机构气室相通，达到迅速动作的目的。出口空气的变化反馈给薄膜气室，通过排气，当进口压力变化相等时，阀芯与阀座处于关闭状态。调整调整螺塞便能克服伴随执行机构动作速度的增加、时间滞后的减少，而产生的超调或振荡等不安定的动作。,调节阀培训课件,调节阀培训课件,1.7 快速排气阀概述快速排气阀是气动单元组合仪表辅助元件，与定位器配套使用，它能够根据需要在1-6秒钟内将执行机构气室气压排空，使执行机构恢复原位。结构与动作原理快速排气阀主要由上盖、阀体、膜片组成。正常工作时，定位器输出信号直接通过快,
