閥門(mén)定位器是控制閥的主要附件，它將閥桿位移信號(hào)作為輸入的反饋測(cè)量信號(hào)，以控制器輸出信號(hào)作為設(shè)定信號(hào)，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí)，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文重點(diǎn)講解閥門(mén)定位器的工作原理、作用、分類(lèi)及常見(jiàn)故障。
一、機(jī)械式氣動(dòng)閥門(mén)定位器的工作原理
▲閥門(mén)定位器結(jié)構(gòu)示意圖
圖中基本將機(jī)械式氣動(dòng)閥門(mén)定位器的部件一一說(shuō)清楚，接下來(lái)就是看它如何工作的？
氣源來(lái)自于空壓站的壓縮空氣，在閥門(mén)定位器氣源進(jìn)口前段還有一個(gè)空氣過(guò)濾減壓閥，用于壓縮空氣的凈化。從減壓閥出口的氣源從閥門(mén)定位器進(jìn)入，至于多少氣量進(jìn)入閥門(mén)的膜頭，根據(jù)控制器的輸出信號(hào)決定。
控制器輸出的電信號(hào)是4～20mA，氣動(dòng)信號(hào)是20Kpa~100Kpa，從電信號(hào)到氣信號(hào)是通過(guò)電氣轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的。
當(dāng)控制器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之相對(duì)應(yīng)的氣信號(hào)時(shí)，然后將轉(zhuǎn)換后的氣信號(hào)作用在波紋管上。杠桿2則繞著支點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，杠桿2下段向右運(yùn)動(dòng)靠近噴嘴。噴嘴的背壓增加，經(jīng)過(guò)氣動(dòng)放大器放大后（圖中那個(gè)帶小于符號(hào)的部件），將氣源的一部分送入到氣動(dòng)薄膜的氣室，閥桿帶著閥芯向下自動(dòng)逐漸將閥門(mén)開(kāi)度變小。此時(shí)，與閥桿相連的反饋桿（圖中擺桿）繞著支點(diǎn)向下移動(dòng)，使軸的前端向下移動(dòng)，與其連接的偏心凸輪做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滾輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)向左移動(dòng)，從而拉伸反饋彈簧。由于反饋彈簧拉伸杠桿2下段向左移動(dòng)，此時(shí)就會(huì)與作用在波紋管上的信號(hào)壓力達(dá)到力平衡，于是閥門(mén)就固定在某個(gè)位置不動(dòng)作了。
二、閥門(mén)定位器的作用
（1）用于對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量要求高的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高調(diào)節(jié)閥的定位精確及可靠性。
（2）用于閥門(mén)兩端壓差大（△p>1MPa）的場(chǎng)合。通過(guò)提高氣源壓力增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，以克服液體對(duì)閥芯產(chǎn)生的不平衡力，減小行程誤差。
（3）當(dāng)被調(diào)介質(zhì)為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時(shí)，為了防止對(duì)外泄漏，往往將填料壓得很緊，因此閥桿與填料間的摩擦力較大，此時(shí)用定位器可克服時(shí)滯。
（4）被調(diào)介質(zhì)為粘性流體或含有固體懸浮物時(shí)，用定位器可以克服介質(zhì)對(duì)閥桿移動(dòng)的阻力。
（5）用于大口徑（Dg>100mm）的調(diào)節(jié)閥，以增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出推力。
（6）當(dāng)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器距離在60m以上時(shí)，用定位器可克服控制信號(hào)的傳遞滯后，改善閥門(mén)的動(dòng)作反應(yīng)速度。
（7）用來(lái)改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
（8）一個(gè)調(diào)節(jié)器控制兩個(gè)執(zhí)行器實(shí)行分程控制時(shí)，可用兩個(gè)定位器，分別接受低輸入信號(hào)和高輸入信號(hào)，則一個(gè)執(zhí)行器低程動(dòng)作，另一個(gè)高程動(dòng)作，即構(gòu)成了分程調(diào)節(jié)。
三、閥門(mén)定位器的分類(lèi)
1、閥門(mén)定位器按輸入信號(hào)分為氣動(dòng)閥門(mén)定位器、電-氣閥門(mén)定位器和智能閥門(mén)定位器。
（1）氣動(dòng)閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)氣信號(hào)，例如，20~100kPa氣信號(hào)，其輸出信號(hào)也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號(hào)。
（2）電氣閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)，例如，4~20mA電流信號(hào)或1~5V電壓信號(hào)等，在電氣閥門(mén)定位器內(nèi)部將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號(hào)到撥動(dòng)控制閥。
（3）智能電氣閥門(mén)定位器它將控制室輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣信號(hào)，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)閥桿摩擦力，抵消介質(zhì)壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的不平衡力，使閥門(mén)開(kāi)度對(duì)應(yīng)于控制室輸出的電流信號(hào)。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達(dá)到改善控制閥性能的目的。
2、按動(dòng)作的方向可分為單向閥門(mén)定位器和雙向閥門(mén)定位器。單向閥門(mén)定位器用于活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，閥門(mén)定位器只有一個(gè)方向起作用，雙向閥門(mén)定位器作用在活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的兩側(cè)，在兩個(gè)方向起作用。
3、按閥門(mén)定位器輸出和輸入信號(hào)的增益符號(hào)分為正作用閥門(mén)定位器和反作用閥門(mén)定位器。正作用閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)增加時(shí)，輸出信號(hào)也增加，因此，增益為正。反作用閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)增加時(shí)，輸出信號(hào)減小，因此，增益為負(fù)。
4、按閥門(mén)定位器輸入信號(hào)是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，可分為普通閥門(mén)定位器和現(xiàn)場(chǎng)總線電氣閥門(mén)定位器。普通閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)是模擬氣壓或電流、電壓信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)總線電氣閥門(mén)定位器的輸入信號(hào)是現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)字信號(hào)。
5、按閥門(mén)定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門(mén)定位器和智能電氣閥門(mén)定位器。普通電氣閥門(mén)定位器沒(méi)有CPU，因此，不具有智能，不能處理有關(guān)的智能運(yùn)算。智能電氣閥門(mén)定位器帶CPU，可處理有關(guān)智能運(yùn)算，例如，可進(jìn)行前向通道的非線性補(bǔ)償?shù)?，現(xiàn)場(chǎng)總線電氣閥門(mén)定位器還可帶PID等功能模塊，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算。
6、按反饋信號(hào)的檢測(cè)方法也可進(jìn)行分類(lèi)。例如，用機(jī)械連桿方式檢測(cè)閥位信號(hào)的閥門(mén)定位器：用霍爾效應(yīng)檢測(cè)位移的方法檢測(cè)閥桿位移的閥門(mén)定位器：用電磁感應(yīng)方法檢測(cè)閥桿位移的閥門(mén)定位器等。
四、閥門(mén)定位器常見(jiàn)故障
一、閥門(mén)定位器輸出如龜速
不打開(kāi)閥門(mén)定位器前蓋；聽(tīng)聲音，看氣源管有無(wú)破解導(dǎo)致泄露，這個(gè)肉眼可判斷。以及輸入氣室有無(wú)泄露的聲音通過(guò)聽(tīng)。
打開(kāi)閥門(mén)定位器前蓋：1.恒節(jié)流孔有無(wú)堵塞2.檢查擋板位置3.檢查反饋彈簧的彈力。
4.將方大器拆開(kāi)檢查膜片。
二、閥門(mén)定位器輸出沒(méi)勁
1、看氣源壓力是否在規(guī)定范圍和反饋桿有沒(méi)有脫落，這是最簡(jiǎn)單的步驟。
2、檢查信號(hào)線接線是否正確（后期出現(xiàn)的問(wèn)題一般忽略不計(jì)）
3、線圈和銜鐵之間有沒(méi)有東西卡住
4、檢查噴嘴與擋板的配合位置是否合適
5、檢查電磁組件線圈情況
6、檢查平衡彈簧調(diào)試位置是否合理
隨后，輸入信號(hào)，但輸出壓力不變化，有輸出就是達(dá)不到最大值等，這些故障也是日常故障會(huì)遇到的這里不再多言。
通過(guò)上面的介紹，應(yīng)該對(duì)機(jī)械式閥門(mén)定位器有一定的了解，有機(jī)會(huì)的時(shí)候再操作一遍最好是能夠動(dòng)手拆卸一次，加深定位器每個(gè)零件的位置及每個(gè)零件的名。
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