电气阀门定位器及调节阀

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1、电气阀门定位器及调节阀冯志强一、电气阀门定位器阀门定位器伴随着控制阀的应用已有几十年的历史了，由于阀门定位器的出现，使控制阀的控制精度、抗干扰能力、响应时间、流量特性等得到了大大地改善，现在几乎所有的控制阀都使用了阀门定位器，它已经成为控制阀不可缺少的搭档，在自控元件中起着越来越重要的角色。电气阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理是在气动阀门定位器的基础上开发而成的电流信号控制阀门定位器。当从电动调节器来的电流信号，输入到力矩马达组件的线圈时，在力矩马达的气隙中产生一个磁场，它与永久磁铁产生的磁场共同作用，使衔铁产生一

2、个向左的力，主杠杆（衔铁）绕支点⒂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，并带动反馈杆绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮作逆时针主向转动，通过滚轮使付杠杆绕支点转动，并将反馈弹簧⑾拉伸、弹簧对主杠杆的拉力与力矩马达作用在主杠杆上的力矩相等时，械杆系统达到平衡状态。此时，一定的信号电流就与一定的阀门位置相对应。弹簧是作调整零位用的。 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，就是信号电流增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号

3、电流增加，输出压力则减少。 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。本文主要介绍SAMSON阀门定位器的工作原理和功能，通过列举模拟和数字阀门定位器，使大家能够比较全面地掌握阀门定位器，其目的为了我们更好地理解和应用阀门定位器。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。SAMSON的阀门定位器也跟随着控制技术的发展，经历了

4、由气动、电动、数字、发展到现在的区域总线阀门定位器。在世界同类产品中，SAMSON的阀门定位器以它的结构紧凑、耗气量低、工作可靠、定位器中可选附加功能多等优势得到了大家广泛的好评。为了便于大家讨论，我们首先复习一下定位器中的基本自控元件。-14-1．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

5、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，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

6、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。2．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。-14-图21.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/气换器（21）3．定位器工作原理1）.模拟定位器我们还是以SAMS

7、ON的4763定位器为例（考图3）。我们设：调节阀为FC（气开）；定位器为正作用。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）

8、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