调节阀附件
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气动调节阀的结构和工作原理一、阀体结构:阀体是气动调节阀的主要部分,常见的结构有直通型、角型和三通型等。
直通型阀体具有流体通道直接通畅、流体阻力小的特点,适用于流量调节;角型阀体具有结构紧凑、占用空间小的特点,适用于压力和温度的调节;三通型阀体具有两个入口和一个出口的特点,适用于流量的分散或合并。
二、阀芯结构:阀芯是气动调节阀的主要控制部分,常见的结构有直行式、角行式、微调式和滚筒式等。
直行式阀芯沿阀体轴线方向移动,一般用于流量和温度的调节;角行式阀芯可通过旋转来调节流量和温度;微调式阀芯是一种特殊的阀芯,其调节范围较小,适用于对流量或温度进行微小调节。
三、作用器:作用器是气动调节阀的执行部分,其主要作用是将输入的信号转化为阀芯的运动,从而实现流量、压力、温度等参数的调节。
常见的作用器有气动活塞式和气动膜片式两种。
气动活塞式作用器由气缸和活塞两部分组成,通过气源的输入和输出来控制活塞的移动,进而控制阀芯的位置。
气动膜片式作用器由膜片和导向件组成,当输入的气源压力改变时,膜片的形变引起阀芯的运动。
四、附件:附件是气动调节阀的辅助部分,用于增强阀芯的动力和稳定性。
常见的附件有位置器、阻尼器、限位器和手动装置等。
位置器通过检测阀芯位置,将信号转化为阀芯的运动,以实现准确的调节。
阻尼器用于减小阀芯的运动速度,防止因过快的动作造成流量冲击和液压冲击。
限位器用于限制阀芯的运动范围,保护阀芯和阀座不受过大的压力和扭矩。
手动装置用于在自动控制失效或维护时,通过手动操作来控制阀芯的位置。
气动调节阀的工作原理是通过控制输入的气源压力来控制阀芯的位置,从而改变介质的流量、压力、温度等参数。
当输入气源压力改变时,作用器会对阀芯施加力,使阀芯产生运动。
阀芯的位置决定了流通通道的开启程度,从而控制介质的流量或压力。
当输入气源压力恢复到初始状态时,作用器上部的弹簧会将阀芯恢复到初始位置,介质的流量或压力也随之恢复到初始状态。
1气动调节阀主要附件的工作原理及功能1.1电-气定位器定位器可以改善阀门的静态特性和动态特性,有助于克服介质对阀杆的不平衡力和填料对阀杆的摩擦力,提高控制精度。
定位器根据控制信号不同分为气-气定位器和电-气定位器,前者控制信号为20~100kPa的气压,后者控制信号为4~20mA电流。
本文主要介绍智能型电-气定位器,其原理为定位器接受输出器的信号,根据信号大小改变执行机构气室压力,驱动执行机构带动阀杆动作,实现控制信号与阀门开度相对应。
当阀杆受到不平衡力导致阀位发生变动,定位器反馈装置则将阀位反馈至定位器,形成控制闭环,定位器进行补偿,使阀位控制更加精确稳定。
1.2电磁阀电磁阀是实现流体控制自动化的基础元件,主要由电磁线圈和磁芯组成,当线圈得电或者失电时,磁芯在电磁力的作用下产生位移,电磁阀完成开/关切换,实现控制介质的流通与切断。
按作用原理分为直动式和先导式,按作用形式分为两位三通式和两位五通式。
图1双电磁阀并联气路图图2双电磁阀串联气路图有时还应综合考虑多个电磁阀的组合使用,从而实现更安全、可靠的控制回路。
如图1所示,为了保证整个控制系统的可靠性,将两个或者多个电磁阀并联使用,实现冗余,即只要其中一个电磁阀正常工作,系统就能维持正常运行。
如图2所示,出于控制系统的安全性考虑,将两个电磁阀串联使用。
1.3增速器增速器(气动放大器)主要应用于执行机构容量较大或仪表和执行机构之间的配管距离较远的场合,用来提高定位器控制执行机构的响应速度。
其内部结构如图3所示,当输入信号突然变大(来自定位器的输出压力),会导致输入信号和放大器之间存在压差,在该压差作用下,增速器的膜片向下移动以打开供气口来降低该压差,从而实现小流量按比例控制大流量的功能。
图3增速器内部结构图1.4气控阀气控阀是用压力讯号控制其切换气流通道的气动元件,根据作用形式可以分为二位三通式、两位五通式,气控阀具有较大的CV值,因此,在要求阀门失效快速复位的场合,常将电磁阀和气控阀组合使用,SMC部分气控阀Cv值参数如表1所示。
阀门定位器的工作原理与结构阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一,其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。
它具有阀门定位功能,既克服阀杆摩擦力,又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力,从而能够使阀门快速的跟随,并对应于调节器输出的控制信号,实现调节阀快速定位,提升其调节品质。
随着智能仪表技术的发展,微电子技术广泛应用在传统仪表中,大大提高了仪表的功能与性能。
阀门定位器(图1)阀门定位器的原理:反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化,当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等,定位器力平衡系统处于平衡状态,定位器处于稳定状态,此时输入信号与阀位成对应比例关系。
当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时,力平衡系统的平衡状态被打破,磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态,由于喷嘴和挡板作用,使定位器气源输出压力发生变化,执行机构气室压力的变化推动执行机构运动,使阀杆定位到新位置,重新与输入信号相对应,达到新的平衡状态。
在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线),可以改变调节阀的正、反作用,流量特性等,实现对调节阀性能的提升。
智能阀门定位器结构如下图所示,其中虚线内为定位器部分,右侧为气动执行机构。
控制和驱动电路,以及位置反馈传感器的数据采集电路,均位于定位器内的电路板中。
控制电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作,同时形成稳定输出电压。
驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。
喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P转换器,实现电气转换。
调节喷嘴挡板和喷嘴的间距,通过气体放大器,完成对输出气体的调节。
反馈杆和位置反馈传感器,完成气动执行机构位移的检测,并组成完整的闭环控制系统。
智能阀门定位器结构图(图2)。
调节阀组成调节阀是工业生产中常见的一种控制设备,它可以通过调节介质流量来实现对系统压力、温度、流量等参数的控制。
调节阀由多个部件组成,下面将详细介绍调节阀的组成。
一、阀体阀体是调节阀的主要部件,它通常由铸铁、钢铁、不锈钢等材料制成。
阀体内部有一个导向孔和一个座圈孔,介质从导向孔进入座圈孔,在座圈和球体之间形成密封状态。
根据不同的应用场合和使用要求,阀体可以采用不同的结构形式,如单座式、双座式、三通式等。
二、执行机构执行机构是调节阀中最为重要的部件之一,它由电动执行器或气动执行器组成。
执行机构可以将电能或气能转换为机械能,通过传动装置将机械能传递给球体或门板来实现开启或关闭操作。
在使用过程中,执行机构需要根据控制信号来控制开度大小以达到所需的流量或压力值。
三、球体球体是调节阀中另一个重要的部件,它通常由不锈钢、铸铁等材料制成。
球体的作用是控制介质的流量,它可以通过旋转来改变介质的流通面积,从而实现对介质流量的调节。
球体通常采用V型或O型结构,这种结构可以减小流阻,提高调节精度。
四、座圈座圈是调节阀中另一个重要的部件,它通常由聚四氟乙烯、橡胶等材料制成。
座圈与球体之间形成密封状态,防止介质泄漏。
座圈与球体之间的接触面积非常小,这可以减小摩擦力和磨损程度,从而提高调节阀的使用寿命。
五、传动装置传动装置是连接执行机构和球体或门板的部件,它通常由传动轴、联轴器等组成。
传动装置可以将执行机构输出的机械能转换为球体或门板的旋转运动或直线运动,从而实现开启或关闭操作。
六、附件附件是调节阀中其他辅助性部件和设备组成的部分。
例如:位置指示器、手轮、限位开关等。
位置指示器可以显示球体或门板的开度大小,手轮可以在紧急情况下手动操作调节阀,限位开关可以保护执行机构和调节阀不受损坏。
七、密封件密封件是调节阀中非常重要的部件之一,它通常由橡胶、聚四氟乙烯等材料制成。
密封件的作用是保证介质不泄漏,并且防止介质与环境产生交叉污染。
气动调节阀相关附件的选择气动调节阀是自动化控制过程仪表的重要环节之一,正确的选型对系统的正常运行至关重要,气动调节阀的选型除了压力、温度、口径、材质以及调节阀结构形式等常用的参数需要落实,还要注意相关的附件,气动调节阀的主要附件有:阀门定位器、电磁阀、阀位反馈、空气过滤减压阀、保位阀、气动继动器等,下面分别描述主要附件的选型原则:一、阀门定位器阀门定位器是气动执行器的主要附件,它与气动执行器配套使用,用来提高阀门的位置精度,克服阀杆摩擦力和介质不平衡力的影响,从而保证阀门按照调节器来的信号实现正确定位。
阀门定位器用来把4-20mA的控制信号转换成气压信号给气动执行器,从而驱动调节阀进行调节功能。
阀门定位器分为机械式定位器和智能型定位器,智能型定位器比机械式控制精度要高,耗气量也低,另外还可以带HART协议功能。
二、电磁阀当系统需要实现程序控制或两位控制时,需要配用电磁阀。
选用电磁阀时,除要考虑交、直流电源及电压、频率外,必须注意电磁阀与调节阀作用型式的关系,可配用“常开型”或“常闭型”。
如果要求加大电磁阀的容量,来缩短动作时间,可以并列使用两台电磁阀或把电磁阀作为先导阀与大容量气动继动器组合使用。
三、气动继动器气动继动器是一种功率放大器,它能将气压信号送到较远的地方,消除由于信号管线加长所带来的滞后,主要用于现场变送器与中央控制室的调节仪表之间,或在调节器与现场调节阀之间,还有一种作用就是放大或缩小信号。
四、转换器转换器分为气-电转换器和电-气转换器,其功能是实现气、电信号之间一定关系相互转换,主要用于在用电讯号操纵气动执行机构时将0~10mA或4~20mA电讯号转换或0~100KPa气讯号转换成0~10mA或4~20mA电讯号。
五、空气过滤减压阀空气过滤减压阀是工业自动化仪表中的一种附件,其主要功能是将来自空压机的压缩空气进行过滤净化并将压力稳定在所需要的数值上,可用于各类气动仪表、电磁阀、气缸、喷涂设备及小型气动工具的供气源和稳压装置。
控制调节阀的阀门定位器选型指南阀门定位器(又称:气动阀门定位器)是调节阀的主要附件,通常与气动调节阀配套使用,它接受调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位状况通过电信号传给上位系统。
在众多的控制应用场合中,阀门定位器是调节阀最重要的附件之一。
尤其是对于某个特定的应用场合,如果要选择一个最适用阀门定位器,那么就应注意考虑下列因素:1)阀门定位器能否实现“分程(Split_ranging)”实现“分程”是否容易、方便?具备“分程”功能就意味着阀门定位器只对输入信号的某个范围(如:4~12mA或0.02~0.06MPaG)有响应。
因此,如果能“分程”的话,就可以根据实际需要,只用一个输入信号实现先后控制两台或多台调节阀。
2)定位器的零点和量程的调校是否容易、方便?是不是不用打开盒盖就可以完成零点和量程的调校?但值得注意的是:有时候为了避免不正确的(或非法的)操作,这种随意就可进行调校的方式需要被禁止。
3)阀门定位器的零点和量程的稳定性如何?如果零点和量程容易随着温度、振动、时间或输入压力的变化而产生漂移的话,那么阀门定位器就需要经常地被重新调校,以确保调节阀的行程动作准确无误。
4)阀门定位器的精度在理想工况下,对应某一输入信号,调节阀的内件(TrimParts,包括球体/阀芯、阀杆、阀座等)每次都应准确地定位在所要求的位置,而不管行程的方向或者调节阀的内件承受多大的负载。
5)阀门定位器对空气质量的要求如何?由于只有极少数供气装置能提供满足ISA标准(有关仪表用空气质量的标准:ISA标准F7.3)所规定的空气,因此,对于气动(或电-气)阀门定位器,如果要经受得住现实环境的考验,就必须能承受一定数量的尘埃、水汽和油污。
6)零点和量程的标定两者是相互影响还是相互独立?如果相互影响,则零点和量程的调校就需要花费更多的时间,这是因为调校人员必须对这两个参数进行反复调整,以便逐步地达到准确的设定。
教你九招准确选择调节阀1、阀型的选择:(1)确定公称压力,不是用PMAX去套PN,而是由温度、压力、材质三个条件从表中找出相应的PN并满足于所选阀之PN值。
(2)确定的阀型,其泄漏量满足工艺要求。
(3)确定的阀型,其工作压差应小于阀的允许压差,如不行,则须从特殊角度考虑或另选它阀。
(4)介质的温度在阀的工作温度范围内,环境温度符合要求。
(5)根据介质的不干净情况考虑阀的防堵问题。
(6)根据介质的化学性能考虑阀的耐腐蚀问题。
(7)根据压差和含硬物介质,考虑阀的冲蚀及耐磨损问题。
(8)综合经济效果考虑的性能、价格比。
需考虑三个问题:A、结构简单(越简单可靠性越高)、维护方便、备件有来源;B、使用寿命;C、价格。
(9)优选秩序。
蝶阀-单座阀-双座阀-套筒阀-角形阀-三通阀-球阀-偏心旋转阀-隔膜阀。
2、执行机构的选择:(1)最简单的是气动薄膜式,其次是活塞式,最后是电动式。
(2)电动执行机构主要优点是驱动源(电源)方便,但价格高,可靠性、防水防爆不如气动执行机构,所以应优先选用气动式。
(3)老电动执行机构笨重,我们已有电子式精小型高可靠性的电动执行机构提供(价格相应高)。
(4)老的ZMA、ZMB薄膜执行机构可以淘汰,由多弹簧轻型执行机构代之(性能提高,重量、高度下降约30%)。
(5)活塞执行机构品种规格较多,老的、又大又笨的建议不再选用,而选用轻的新的结构。
3、材料的选择:(1)阀体耐压等级、使用温度和耐腐蚀性能等方面应不低于工艺连接管道的要求,并应优先选用制造厂定型产品。
(2)水蒸汽或含水较多的湿气体和易燃易爆介质,不宜选用铸铁阀。
(3)环境温度低于-20℃时(尤其是北方),不宜选用铸铁阀。
(4)对汽蚀、冲蚀较为严重的介质温度与压差构成的直角坐标中,其温度为30 0℃,压差为1.5MPA两点连线以外的区域时,对节流密封面应选用耐磨材料,如钴基合金或表面堆焊司特莱合金等。
(5)对强腐蚀性介质,选用耐蚀合金必须根据介质的种类、浓度、温度、压力的不同,选择合适的耐腐蚀材料。
1 概述在现代工业的自动控制系统中,最常用的终端控制元件就是调节阀,其有效控制生产过程中的工艺参数,来达到对流体压力,温度,流量及液位的调节,是工业自动化控制系统中的“手脚”,被广泛应用于石油化工,电力,冶金,市政以及制药,饮料等行业。
现代企业生产过程控制效果的好坏,调节阀工作寿命的长短,主要取决于调节阀选型是否合理。
合理的选型才能保证控制回路中工艺参数不超出要求的工作范围,保证终端产品的质量。
另外合理选型不但可以优化控制,提高生产效率,还可延长阀门的使用周期,降低维护费用及生产成本。
调节阀主要由阀门,驱动执行机构,以及各种控制附件组成。
在选型中,既要选择适合工况和流量特性要求的阀门类型,同时要选择保证阀门安全稳定运行的执行机构以及控制附件。
2 阀型的选择调节阀类型主要有直行程和角行程类型,不能笼统断定哪一种类型调节阀是最好的,其实制造商一直都在生产不同类型的调节阀,以对应不同的工况。
直行程阀通过上下行程推力实现阀门开闭及流量范围的控制。
直行程调节阀是各种调节阀类型中相当成熟的一种,它能提供最大范围的应用;同时在阀门的紧固性、密封性和阀座密封规则上有很大优势。
典型类型有单座阀,双座阀,笼式阀,三通阀,隔膜阀。
单座阀是最常见的阀体类型,能够处理大部分工况要求。
其结简单,通常被应用于要求严密关闭的场合。
可选用金属对金属阀座表面,或者金属对PTFE或复核材料组成的软阀座。
单座阀可适用于高温高压的工况,小规格可应用于高压差工况,其配备多系列阀芯,CV值和固有流量特性可通过更换不同的阀芯得到改变,不同阀芯形状具有不同流量特性。
可在不增加管道变径的需求下,满足流量调节要求。
单座阀其流体介质通常把负载加在阀座的整个区域,选择执行器时需要考虑不平衡力,所以需配推力较大的执行机构,通常以小口径为主。
双座阀采用两个阀芯和两个阀座,因为流体趋向于打开一个阀座,并同时关闭另一个阀座,阀芯上的动作力趋于平衡,相比单座阀,其所需的执行器更小,而且流通能力更大,口径更大。
定位器(valve positioner)阀门定位器按结构分:气动阀门定位器、电气阀门定位器及智能阀门定位器,是调节阀的主要附件,通常与气动调节阀配套使用,它接受调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位状况通过电信号传给上位系统。
(一)结构阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。
阀门定位器能够增大调节阀的输出功率,减少调节信号的传递滞后的情况发生,加快阀杆的移动速度,能够提高阀门的线性度,克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响,从而保证调节阀的正确定位。
(二)定位器分类1、阀门定位器按输入信号分为气动阀门定位器、电气阀门定位器和智能阀门定位器。
(1)气动阀门定位器的输入信号是标准气信号,例如,20~100kPa 气信号,其输出信号也是标准的气信号。
(2)电气阀门定位器的输入信号是标准电流或电压信号,例如,4~20mA电流信号或1~5V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,然后输出气信号到拨动控制阀。
(3)智能电气阀门定位器它将控制室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,使阀门开度对应于控制室输出的电流信号。
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。
2、按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定位器。
单向阀门定位器用于活塞式执行机构时,阀门定位器只有一个方向起作用,双向阀门定位器作用在活塞式执行机构气缸的两侧,在两个方向起作用。
3、按阀门定位器输出和输入信号的增益符号分为正作用阀门定位器和反作用阀门定位器。
正作用阀门定位器的输入信号增加时,输出信号也增加,因此,增益为正。
反作用阀门定位器的输入信号增加时,输出信号减小,因此,增益为负。
4、按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号,可分为普通阀门定位器和现场总线电气阀门定位器。
CCI调节阀样本中文一、基本参数1.额定通径(DN):CCI调节阀的标准尺寸,通常以毫米为单位。
2.额定压力(PN):CCI调节阀能够承受的最大工作压力,通常以兆帕(MPa)为单位。
3.温度范围:CCI调节阀能够适应的工作温度范围,通常以摄氏度(℃)为单位。
4.阀体材质:CCI调节阀阀体的材质通常有铸铁、碳钢、不锈钢等,根据工作环境和介质的要求选择合适的材质。
5.是否防爆:部分CCI调节阀可选择防爆设计,以适应特殊工作环境的要求。
6.阀内直径比(CV):CCI调节阀的CV值是指单位阀门开度时,通过阀门的最大流量,通常以立方米/小时(m^3/h)为单位。
二、执行器类型1.气动执行器:CCI调节阀可以选择气动执行器,通过气压信号控制执行器的开闭动作。
2.电动执行器:CCI调节阀可以选择电动执行器,通过电动机驱动执行器的开闭动作。
3.液压执行器:CCI调节阀可以选择液压执行器,通过液压系统控制执行器的开闭动作。
三、控制模式1.位置控制:CCI调节阀可以选择位置控制模式,根据输入信号控制执行器的位置,从而控制阀门的开度。
2.压力控制:CCI调节阀可以选择压力控制模式,根据输入信号控制执行器的位置,从而控制介质的压力。
3.流量控制:CCI调节阀可以选择流量控制模式,根据输入信号控制执行器的位置,从而控制介质的流量。
四、附件选配1.电气控制箱:CCI调节阀可以配备电气控制箱,用于接收和处理输入信号,控制执行器的动作,并提供电气保护功能。
2.位置反馈装置:CCI调节阀可以配备位置反馈装置,用于监测执行器的位置,并反馈到控制系统中,实现闭环控制。
3.冷却装置:CCI调节阀可以配备冷却装置,用于降低阀体、执行器和密封件的温度,以增加阀门的使用寿命。
4.防腐蚀涂层:CCI调节阀可以选择防腐蚀涂层,以增加阀门和执行器的耐腐蚀性能,适应腐蚀性介质的要求。
以上是CCI调节阀样本的主要内容,通过对基本参数、执行器类型、控制模式和附件选配的描述,可以清楚地了解CCI调节阀的特点和适用范围,为工业控制系统的设计和选择提供参考。
概 述HEP 电-气阀门定位器是调节阀的主要附件,它能把调节器输出的电流信号转换成驱动气动调节阀的气信号,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,提高调节阀响应速度,从而保证调节阀按照调节器的输出信号正确定位。
定位器也可以安装在0~90°转角的RC 执行机构上,控制旋转式调节阀的动作。
HEP 定位器有六种型号,有两种结构形式,型号数字后加“RC ”,表示转角行程定位器,无“RC ”表示直行程定位器。
其结构特点如表1所示。
其中隔爆型、本安型防爆等级,用户可根据需要选择一种。
表1隔爆型定位器按GB3836.2-2000《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d ”》设计制造。
本质安全型定位器按GB3836.4-2000《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“i ”》设计制造。
防爆型定位器经国家级仪器仪表防爆安全监督检查站(上海)检验合格。
隔爆型防爆合格型号证号:GYB05585;本安型防爆合格证号:GYB05586,本安型定位器与附表规定的各型安全栅配套使用,可构成本质安全防爆系统,本质安全型定位器分程操作台数不能超过两台。
组 成HEP 电气阀门定位器由下列各部分组成:把电信号转变成机械位移的电磁组件,把位移转变成喷嘴背压的喷嘴挡板机构,放大喷嘴背压的继动器,对输出压力进行反馈的反馈杠杆机构,及调整行程的调节件。
隔爆型定位器一定带防爆接线部件。
本质安全型定位器在电磁组件的两端连接两个稳压管,以熄灭火花。
本安型定位器(HEP-16、16RC 、26、26RC 型)从安全栅到定位器之间连接导线或电缆的最大允许分布电感值为1.0mH ,最大允许分布电容量为0.04μF 。
技术参数输入信号与输入阻抗见表2。
表2供气压力:单作用0.14~0.16MPa 0.17~0.5MPa 双作用0.2~0.4MPa 0.41~0.7MPa 环境温度:(普通型)-40~+80℃ (防爆型)-20~+60℃耗 气 量:300L/h环境温度:≤90%线 性:±1%F.S死 区:0.4%F.SHEP- 5 电-气阀门定位器气源波动影响:≤±0.75%气管接头:Rc1/4安装方式:侧装重量:3.5Kg(带减压阀重4.2Kg)行程范围:直行程12~100mm 转角0~90°工作原理HEP电气阀门定位器是根据力平衡原理制作的,即图4所示。