第五章调节阀和执行机构Word下载.docx
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4~20mA输入信号经过力矩马达磁钢后产生一力矩，其力矩使主杠杆差生位移并带动挡板移动。
使挡板与喷嘴之间得位移发生变化，从而改变了喷嘴得背压使气动功率放大器得输岀发生变化,输岀得气动信号使调肖阀阀杆产生移动。
英位移经阀门定位得反响杆反响到反响凸轮上，使反响凸轮旋转带动负杠杆移动从而使主杠杆受到一反响力。
当反响力与力矩磁钢产生得力矩平衡时调肖阀阀杆停止移动。
三、电动执行机构
以我公司应用较多得PS电动执行机构为例。
PS直行程电动执行机构（PSL）最大行程到达100mm,最大推力可达25kN,适合于直线动作得开关与调肖控制、主要由相互隔离得得电器控制局部与齿轮轴局部组成，电机连接两隔离局部得中间部件•电机按伺服放大器得控制要求旋转，先经过髙效率齿轮减速，再经大减速比具有自锁性能得蜗轮蜗杆组件传送到输出轴，作直行程运动。
输出轴得径向锁左装置上连接一个杆，杆随同输出轴同步运动，通过一个与它连接得关板将位置转换成电信号给伺服放大器作为比拟与阀位反响输出，同时执行机构得行程也可由开关盘上得两个主限位开关限制。
PSL同阀杆得联接采用盘簧柔性联接方式，这种联接一方面可以克服由于阀杆同输出轴不同轴，带给阀门得损害：
另一方而可以通过压缩盘簧来预垃阀门得关断力，保证阀门得可靠关断，防止泄霸。
PSQ90°
角行程电动执行机构，输出力矩为50Nm-700Nm,适合于90°
旋转阀门（如球阀、蝶阀）与风门得开关与调肖控制。
PSQ角行程执行机构主要就是由相互隔离得电器控制部分与齿轮传动局部组成，电机做为连接两隔离局部得中间部件•电机转矩通过主齿轮传送到行星齿轮，主齿轮驱动行星齿轮带动中空得齿轮，以此带动输出轴做0〜90°
得转动。
中空齿轮比二级齿轮少三个齿，因此可以由行星齿轮驱动，行星齿轮转一周中空齿轮转动三个齿。
行星齿轮得外部始终啮合一个蜗杆齿轮，运行时也不分开，这种设计使电机在故障或阀门转矩意外增加时可以直接通过手轮进行手动。
执行机构有两个螺纹止档机械限位，也有两限位开关来实现电限位,每一个转向得行程范用可以通过限位开关得设置来控制，阀门开度由一个凸起得显示器指示，独特得转矩开关可调整从50$〜100%得最大转矩,实现转矩保护，以防止阀门被卡死时造成得阀杆损坏。
四、电液阀
电液阀就是用彼调介质压力作为动力源，通过电磁阀得开关来控制介质流过膜套得方向从而实现阀得开关.英主要用在仪表风铺设比拟困难，被调介质实现两位式控制得场合.
电液阀得工作原理：
电液阀由主阀、常开电磁阀、常闭电磁阀组成。
常开电磁阀装在阀得上游管路。
常闭电磁阀装在阀得下游管路。
当电磁阀通电后，上游高压管路介质被挡住，阀套中得介质被排到下游笛路。
膜片两端产生压差，主阀翻开。
反之，主阀关闭.在流动过程中，常开线圈通电，压力截聚在阀套中，阀门通过液压锁定在一恒定得流量。
五、特阀
特阀就是催化反响区得待生塞阀、重汕单动滑阀、汽油单动滑阀、半再生单动滑阀、一再双动滑阀、二再双动滑阀得通称。
因为这些调肖系统不同与一般得调节阀，其执行机构为风动马达或气缸需要动力风来带动，调节距离大。
与普通调肖阀相比特阀有以下特点：
1、安装在催化反响区得重要位置，其运行得精度及可靠程度直接关系着工艺得生产与平安.
2、仪表设备复杂繁多，要求精度髙。
3、安装、调试过程复杂烦琐。
4、没有工艺副线，维修维护时间短。
5、维修时需协同工艺、机修不同工种人员进行.
第二节选型与设计
一、调节阀：
1、调节阀口径得确定:
1〕调节阀口径得确泄，应符合以下规左：
A.根据工艺正常流量计算得流量系数C值，经适当放大，圆整为C如使苴符合制造厂提供得流量系数系列，由此确定调节阀口径。
B.对于S20、3得一般工况，可采用以下方法估算调节阀流疑系数放大倍数：
Cii/C计2m
式中：
m流量系数放大倍数〔线性调节阀取1、63,等百分比调节阀取1、97〕
C.圆整后得C选值应保证调肖阀得相对行程处于表1规宦得范用。
表1调节阀相对行程
性
阀相对行程〔%〕
流量
线性阀
等百分比阀
最大f
80
90
最小
10
30
2、调节阀固有流量特性得选择:
1〕调节阀得固有流虽特性，应根据被调参数、干扰源与S值进行综合选择，亦可按表2进行选择.
2〕对于两位动作或需要迅速获得调节阀得最大流通能力得场合，宜用快开特性调节阀。
表2调节阀得特性选择
特性
线性特性
等百分比特性
△Pn/APqunl>
0>
75
1〕液位泄值调节系统
2〕主要干扰为给定值得
流量、温度调节系统
1〕流量、压力、温度圧值调节系统
2〕主要干扰为给泄值得压力调节系统
APn/APqun1WO、75
各种调节系统
注：
APn—正常流量下得调节阀两端压差;
APquni-调节阀关闭时得两端压差。
3、调节阀阀型得选择：
1〕调肖阀阀型，应根据工艺条件、流体特性、调节系统要求及调节阀管道连接形式综合确左。
一般情况下,可选用单座、双座、套筒、偏芯旋转型调节阀，且符合以下规泄：
A.直通单座阀，宜用于要求泄漏量小、阀前后压差较小得场合;
小口径直通单座阀，也可用于较大差压得场合，但不适用于髙粘度或含悬浮颗粒流体得场合。
B.直通双座调肖阀，宜用于泄漏量要求不严、阀前后压差较大得场合，但不适用于髙粘度与含悬浮颗粒流体得场合。
C.角形调节阀，宜用于高压差、高粘度、含有悬浮颗粒流体〔必要时可接冲洗液管〕及汽-液混相或易闪蒸得场合。
D.髙压角型调右阀，宜用于髙静压或高压差得场合，但一圮要合理选择阀内件得材质及型式.
E.套筒式调节阀，宜用于阀前后压差较大、介质不含固体颗粒得场合.
F.球型调节阀，宜用于高粘度、含有纤维或固体颗粒得介质，以及调节系统要求可调范須宽、严密封得场合：
a、“0〞型球调节阀，宜用于两位式切断得场合，其流量特性为快开特性：
b.“V〞型球调节阀,宜用于连续调行系统，其流量特性接近于等百分比特性。
G.三通调节阀，适用于工艺介质温度低于300°
C、需要分流或合流得场合〔如热交换器得旁路调节以及简单得配比调节〕。
合流三通调节阀两流体得温差不得大于150°
C。
H.偏芯旋转调市阀，适用于髙粘度、高压差、流通能力大，以及调节系统要求严密封、可调范围宽〔100:
1〕得场合。
I.蝶形调节阀,适用于含有悬浮颗粒物与混浊浆状得流体，以及大口径、大流量与低压差得场合。
J.隔膜调节阀，适用于强腐蚀性、髙粘度、含悬浮颗粒或纤维得介质，以及流虽特性要求不严得场合•但工作温度应低于150°
C,工作压力应低于IMPao
K.阀体别离式调宵阀，适用于高粘度、含固体颗粒或纤维得液体，以及强酸、强碱、强腐蚀性得介质。
L.波纹管密封调节阀，适用于剧毒、易挥发得介质以及真空系统。
M.低噪声调节阀，适用于流体产生闪蒸、空化,气体在阀缩流而处流速为超音速，而使用一般调节阀噪声难以控制在95分贝以下得场合。
N.自力式调节阀，适用于无仪表气源与流量变化小、调节精度要求不髙得场合。
O.特殊工艺生产过程，应根拯流体特性、使用经验选择特殊调肖阀〔如柱塞阀、插板阀等〕。
4、上阀盖型式得选择：
1〕操作温度为一20〜200°
C时，应选用普通型阀盖.
2〕操作温度低于一20°
C时,应选用长颈型阀盖。
3〕操作温度高于200C时,应选用散热型阀盖。
4〕对于剧毒、易挥发、不允许外泄漏得工艺流体,应选用波纹管密封型阀盖.
5、阀材料得选择：
1〕阀体材质，应根据工艺介质得温度、压力、腐蚀性等因素确定，且应符合以下要求：
A.阀体得额左压力、工作温度、耐腐蚀性能与材质，不应低于对工艺配管材质得要求；
B.阀体材质，一般情况下可选用铸钢或锻钢。
当工艺介质有特殊要求时，可选用不锈锻钢、不锈铸钢或其她特殊材质〔如蒙乃尔合金、钛、钮、哈氏合金等〕；
C.可参照阀体材质选择表，进行合理选择。
2〕阀内件材料得选择，应符合以下规泄：
A.阀内件材料，宜选用不锈钢；
B.对于腐蚀性流体，应根据流体得种类、浓度、温度与压力合理选择耐腐蚀材料；
C.在闪蒸、空化或严重冲刷得场合以及髙温、高压差场合，应在阀内件外表堆焊硬质合金等耐磨材料。
3〕填料函结构与填料，应符合以下要求：
A.一般情况下，可选用单层填料函结构;
对于低温、高温或毒性较大得流体，应选用双层填料函结构；
B.一般情况下，宜选用“V〞型聚四氟乙烯填料：
在高温场合应选用柔性石墨填料。
6、执行机构得选择：
1〕调节阀，宜选用气动薄膜执行机构；
当要求执行机构有较大得输岀力、较快得响应速度时,宜选用气动活塞式执行机构或长行程执行机构。
2〕调节阀执行机构得输岀力〔或力矩〕，应根据调右阀得压降、调节阀口径以及对响应速度得要求，合理确定，必要时应进行核算。
应按工艺专业提供得阀门最大关闭压差来决左执行机构得输岀力。
3〕调fj阀气开式或气关式得选择，应满足在气源中断时，调节阀得阀位能保证工艺操作处于平安状态得要求。
7、调节阀附件得选用：
1〕以下场合,宜选用阀门定位器：
A.用于克服摩擦力或需要提高调肖阀响应速度得场合；
B.需要改变调肖阀流量特性得场合；
C.分程调节或调节阀需要改变作用方式得场合；
D.调肖器比例带较宽而又要求调卩阀对小信号响应得场合；
E.采用无弹簧执行机构得调巧阀〔如偏心旋转调节阀〕；
F.用标准信号操作非标准弹簧得执行机构〔20-1OOKPa以外得弹簧范用〕得场合：
G.大口径调节阀；
H.高压差场合。
2〕调节阀阀门左位器，宜选用电/气阀门N位器；
当使用在振动场合以温度较髙得场合时，宜选用电/气转换器及气动阀门泄位器.
3〕以下场合，宜选用手轮机构：
A.未设垃切断阀与旁路阀得调肖阀。
但对平安联锁用得紧急迫断阀或安装在禁止人进入得危险区内得调巧阀,不得设置手轮机构。
B.需要手轮限制调巧阀开度得场合。
C.特殊调节阀，如角阀、三通阀等。
4〕以下场合,宜选用气动继动器：
扎快速控制系统，需要提髙执行机构动作响应速度得场合；
B.大口径场合；
C.需要提奇执行机构信号压力得场合.
5〕当气源压力低于给左值或中断时，要求调节阀保持在某一开度时，应选用保位阀。
6〕当需要指示调节阀得开、关状态时，应选用限位开关.
7〕遥控、程序控制、联锁系统实现气路自动关闭，要求调丹阀开或关得场合，应选用三通或四通电磁阀.
8〕当调节阀附带得电气元件〔如电/气阀门左位器、电/气转换器、电磁阀及限位开关等〕用于防爆场合时，其防爆等级应符介有关得防爆标准与规圧。
8、调节阀流量系数C〔Kv〕i|-算得简便公式：
1〕液体得计算公式：
〔注：
当液体粘度>
20cst时须校正〕
2〕一般气体：
当P>
0、5匕时,
当P：
W0、5匕时,
3）高压气体:
当P?
〉0、5匕时，
4）饱与水蒸气
当P2〉0、5P,时，
当P2WO、5P：
时，
5）过热水蒸气：
当P〉0、5Pi时，
当P：
W0、5P：
注1:
Q体积流量,n?
/h
△P阀前后压差，kgf/cm'
Y液体重度，gf/cm
P液体密度，g/cm3
QN气体流疑，Nm：
，/h（0°
C,760nmHg）
YN气体重度，Kgf,/Nm5（0°
C,760mmHg）
T阀前气体绝对温度，°
K
Pi,P2阀前/后压力，Kgf/cm3
Z气体得压缩因数
Gs蒸汽流量,Kg/h
At水蒸汽过热度，°
C
注2:
Cv3000系列调肖阀得Cv=1、167Kv,请在选型时特别注意。
第三节练习题
一、填空：
1、阀门电动装置由左个局部组成，即电机、减速器、控制机构、手一电动切换机构、手轮部件及电气局部。
2、控制机构由转矩控制机、行程控制机构及可调式开度机构组成，用以控制阀门得输出转矩与行程及阀门位置。
3、执行机构就是由伺服电机、减速器、伺服放大器、位豊发送器、保护机构与辅助机构六局部组成得。
二、简答：
1、转矩控制机构得组成及作用原理就是什么？
答：
由曲拐、碰块、凸轮、分度盘、支板与微动开关组成.
当输出轴受到一左得阻转矩后，涡杆除旋转外，还产生轴向位移，带动曲拐旋转，同时使碰块也产生一角位移，从而压迫凸轮，使支板上抬。
当输出轴上得转矩增大到预龙值时，那么支板上抬直至微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装苣输出转矩得控制。
2、简述伺服电机得工作特点
1〕有足够大得启动转矩
2〕机电时间常数小、惯性小、正反转反响灵敏，有良好得制动性能，控制系统中被控变疑与设立点之间得偏差大小与极性就是经常改变得，这就使调节机构经常处于正调、反调或暂时不调得状态。
3〕电流小，有耐堵转得性能
4〕机构特性与控制特性尽可能就是线性得
3、阀门电动装宜电动机不能启动得原因有哪些?
怎样排除？
电动机不能
启动得原因：
1〕电源不通排除方法：
1〕接通电源
2〕操作回路不通2〕排除回路故障
3〕行程或力矩控制器开关动作
3〕解除开关得动
4〕检查电源
4〕电源电压过低
4、电动装程输出轴旋向与规左要求相反就是就是什么原因.怎样解决?
电动装置输出轴转向与规左要求相反得原因就是电机电源相序不对，解决得方法就是
三相线中任意对调二相.
5、电动装置运行中停转就是什么原因？
怎样解决？
1〕负载过大，力矩控制器动作。
解决方法就是适当提高力矩控制器得设龙值。
2〕阀门故障。
解决方法就是检查阀门.
6、简述PSAP4B得调校过程。
本公司已将PSAP4B准确调校，正常情况下仅需对执行机构零点与满度进行调整即可正常工作。
具体如下：
将执行机构至全关位置〔给立4mA信号〕旋转反响电位器〔POT〕到0欧姆〔PSL为左旋,
PSQ为右旋〕，隔离输岀即为4mA.将执行器至全开位垃〔给^£
2OmA信号〕，调P3电位器至输岀为20mA。
建议客戸只调整P3与反响电位器即可，如零点稍有偏差，旋转P5予以调整;
如满度稍有偏差，旋转P6予以调整。
重复调试1-2次调试即可完成。
当您已将P1至P6调整紊乱,可按以下步骤正确调校：
1〕、把方向开关SW设宜到正作用端.
2〕、在3、4端输入4mA信号，执行器将向关方向动作,直到限位开关切断.
〔注意：
如果在此过程中发现D2灯熄火，请顺时针旋转P2,使D2灯常亮。
〕
3〕、旋转反响电位器到0欧姆。
4〕、通过P5调整反响信号为4mA〔顺时针增大，逆时针减小〕。
5〕、调整P2,使A点与端子6之间电压为5V〔参考值〕，具体为C点与B点电压得中间值。
6〉、在3、4端输入2OmA信号，执行器将向开方向动作,直到限位开关切断。
〔注意:
如果在此过程中发现D1灯熄火，请顺时针旋转P4,使D1灯常亮.〕
7〕、调整电位器P3〔顺时针增大，逆时针减小〕，使5、6端电压为10V。
8〕、通过P6涮整反响信号为20mA〔顺时针增大，逆时针减小〕
9〕、调整P4,使A点与端子6之间电压为5V〔参考值〕，具体为C点与B点电压得中间值.
如有需要，请重复以上步骤，直到合格为止。
7、试说明通电后执行机构不动作得原因.
A〕检查外部接线、电源线与信号线〔4—20mA：
B〕检查内部接线、PSAP4与PC板得接线、反响电阻接线：
C〕检查PSAP4得保险管；
D〕检查正反作用开关位巻；
E〕用手旋转反响电位器；
F〕检查执行器内部接线XI〔1—13〕%端子有无松动等：
G〕检查热敏电阻就是否通路〔如果有得话〕；
H〕检査电机；
I〕检查电容、电阻等：
G〕如果就是PSQ700,检查抱闸。
9、行程控制机构得作用就是什么？
由十进位齿轮组、顶杆、凸轮与微动开关组成，简称讣数器，其工作原理就是由减速箱内得主动小齿轮带动讣数器工作。
如果计数器按阀门开或关得位置已调整好，当计数器随输出轴转到预先得调整好得位苣时，那么凸轮将被转动90°
，压迫微动开关动作，切断电源，电机停转，以实现对电动装置得控制。
10、电气转换器现场运行时常会发生那些故障？
1＞、由于气源得不洁净，易发生节流孔堵塞现象.
2＞、转换器得零点、量程会发生漂移.
3〉、转换器输出不线性。
4＞、密封垫、弹簧老化，零部件、接头松动漏风。
5〉、电源接线松动、短路等现象。
11、阀门左位器使用在那些情况下？
答:
1＞、调节阀前后压差大，普通电气转换器无法实现控制功能。
2＞、被调介质高压、高温、低温或含有固体悬浮物、粘度大时，减少误差，增大控制精度。
3＞、调节阀自身器件老化，摩擦，动作缓慢.
4＞、调节阀得控制精度要求高。
5＞、摩擦力大。
需要精确泄位得场合.
6＞、采用无弹簧执行机构得调阀.
7＞、分程调肖或现场运行中需改变气开、气关形式。
8〉、改变调节阀得流疑特性。
13、阀门左位器与电气转换器相比得优点？
1〉、输出仪表信号风压大，推动调右阀得功率大。
2＞、定位器自带负反响，使控制精度更高。
3＞、可以使输入信号实现分程控制。
4〉、能使调节阀反向动作。
14、阀门迫位器现场使用时，常见得故障？
1〉、泄位器得节流孔堵塞，或喷嘴挡板处有污物。
2＞、定位器在现场运行中各紧固件松动，增大误差。
3＞、定位器得零点、量程发生偏移.
4〉、左位器得输出不线性。
5＞、反响杆及紧固件松动，使阀门波动频繁。
15、现场校准阀门立位器与电气转换器有什么不同？
1〕、因为阀门泄位器有阀位反响与调肖阀构成一个回路，所以在校准时阀门泄位器与调节阀进行联校，而电气转换器那么需分开校准。
2＞、电气转换器得输岀就是20—lOOKPa,而阀门左位器得输出由调节阀得禅簧与左位器得阀位反响来决定，因此在校准时电气转换器要校准输岀值,而阀门定位器那么只需校准调节阀得开度即可.
3＞、阀门左位器与调节阀在校准时应先使其开度在50%，此时苴阀位反响杆应与左位器垂直且处于水平位置。
然后在对其零点、量程进行校准。
16、画出电/气转换器现场校准图，并说出各局部名称.
解：
1：
气源
6:
减压后得气源信号:
140KPa
7:
标准电流信号：
4—-20mA
8：
电气转换器得输出
2:
空气过滤减压阀
3：
标准信号发生器
4：
电气转换器
5：
标准压力表
17、简述电气阀门左位器安装后线性度不好得原因及处理措施？
原因及处理措施：
1〉、喷嘴挡板平衡度不好;
调整喷嘴挡板平衡度
2＞、被压室漏气：
消除泄漏
3＞、可动部件有卡碰现象;
重新调整消除卡碰
4〉、放大器有污物;
淸除放大器污物
5〉、安装调整不当;
重新调整
6＞、膜头径向位移大;
7＞、调节阀线性度差;
调整调节阀
8＞、紧固件松动：
消除松动
18、调节阀得工作原理。
由控制室来得4〜20mA控制信号经过电气转换器〔阀门泄位器〕，变成气动信号作用于调肖阀得膜片使英推动调节阀杆移动，阀杆带动阀芯运动，从而改变介质得流通而积使介质流量发生变化。
同时膜片内得禅簧对膜片产生一反作用力使膜片到达平衡〔阀门左位器得反馈杆带动反响凸轮使喷嘴挡板之间维持平衡〕，此时阀杆停止向下移动。
阀芯在新得状态下保持稳泄，流疑不再发生变化。
由此来到达调节流量得目得。
19、调肖阀前后得工艺阀门没有全开对调节阀得调节有无影响？
由于调节阀得可调比受阀前后压差得影响，假设调节阀前后得阀门没有全开，苴管道阻力变大，流过阀门得最大流量减小，实际可调比减小，使调节阀得流量特性产生畸变，工艺阀门开度越小畸变越严重。
使调肖阀在小开度时放大系数增大调石不稳立，大开度时放大系数减小调卩迟钝，从而造成调节质量恶化。
20、调节阀旁路没有关严，对调节质量有无影响？
当副线翻开时，调节阀与副线形成并联，介质得总流量为调节阀得流量与旁路流量之与.英调肖阀所能控制得最小流量随旁路阀得开大而增加，调石阀得实际可调比也随之下降，甚至失去调肖作用，调节阀得放大系数在任何开度下都比原来减少，调节质量下降。
由此可知调节阀在使用时应尽量防止翻开旁路。
21、调节阀气开、气关特性选择得原那么？
1＞、事
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