這時,閥芯與閥座的流通面積減大,流阻變小,從而使P1降為設定值。同理,當閥前壓力P1降低時,作用方向與上述相反,這就是自力式(閥前)壓力調節(jié)閥的工作原理。
3、自力式流量調節(jié)閥工作原理
被控介質輸入閥后,閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室,經節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室,P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。P1作用在膜片上產生的推力與Ps作用在膜片上產生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置,從而確定了流經閥的流量。當流經閥的流量增加時,即△Ps增加,結果P1、Ps分別作用在下、上膜室,使閥芯向閥座方向移動,從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積,使Ps增加,增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產生平衡達到控制流量的目的。反之,同理。
二)、氣動調節(jié)閥
氣動調節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執(zhí)行器,并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、限位閥等附件去驅動閥門,實現(xiàn)開關量或比例式調節(jié),接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調節(jié)管道介質的:流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數(shù)。
1:氣動調節(jié)閥的分類。
氣動調節(jié)閥動作分氣開型和氣關型兩種。氣開型(Air to Open) 是當膜頭上空氣壓力增加時,閥門向增加開度方向動作,當達到輸入氣壓上限時,閥門處于全開狀態(tài)。反過來,當空氣壓力減小時,閥門向關閉方向動作,在沒有輸入空氣時,閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關閉型(Fail to Close FC)。氣關型(Air to Close)動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時,閥門向關閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時,閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動調節(jié)閥的氣開或氣關,通常是通過執(zhí)行機構的正反作用和閥態(tài)結構的不同組裝方式實現(xiàn)。
2:常見的幾個專業(yè)術語
調節(jié)閥有執(zhí)行機構和閥體部件兩部分組成。調節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機構,其作用方式有正,反兩種。信號壓力增大時,推干下移的為正作用執(zhí)行機構,信號壓力增大時,推干上移的為反作用執(zhí)行機構。閥體部件分為正,反裝兩種。閥桿下移時,閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式,反之為反裝式。調節(jié)閥的作用方式分為氣開和氣關兩種,氣開、氣關是由執(zhí)行機構的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。
而調節(jié)閥的氣開還是氣關是多方面綜合考慮的首先是以工藝安全為主考慮,在確定了氣關還是氣開后,再確定執(zhí)行機構的作用,最后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。
正作用執(zhí)行機構是指當膜片上氣體壓力的增加時,執(zhí)行機構推桿朝向閥體運動;反作用執(zhí)行機構是指當膜片上氣體壓力增加時,執(zhí)行機構推桿遠離閥體運動;和氣開(air to open),氣閉(air to close)型閥門完全是不同的兩個概念。正作用執(zhí)行機構和正裝(反裝)的閥門得到氣關(氣開);反之,反作用執(zhí)行機構和反裝(正裝)的閥門可以得到氣關(氣開)。
定位器的正反作用與你所選購的調節(jié)閥的氣開和氣關是對應的。也就是說為了實現(xiàn)整個閥自身的負反饋而設置的。調節(jié)器的正反作用是用來對整個控制回路的負反饋而設置的,當調節(jié)器投自動的時候,才能具體體現(xiàn)出調節(jié)器正反作用的作用。
閥門定位器的正反作用是根據(jù)調節(jié)閥的氣開氣關確定的,調節(jié)器的正反作用是根據(jù)控制回路各環(huán)節(jié)的特性確定的,要保證控制回路滿足控制要求。例如實現(xiàn)負反饋控制,在自動控制系統(tǒng)中,被調參數(shù)由于受到干擾的影響,常常偏離設定值,即被調參數(shù)產生了偏差:
對于調節(jié)器來說,按照統(tǒng)一的規(guī)定,如果測量值增加,調節(jié)器輸出增加,調節(jié)器放大系數(shù)Kc為負,則該調節(jié)器稱為正作用調節(jié)器;測量值增加,調節(jié)器輸出減小,Kc為正則該調節(jié)器稱為反作用調節(jié)器。
3:氣動調節(jié)閥的選擇。
任何一個控制系統(tǒng)在投運前,必須正確選擇調節(jié)器的正反作用,使控制作用的方向正確,否則,在閉合回路中進行的不是負反饋而是正反饋,它將不斷增大偏差,最終必將把被控變量引導到最高或最低的極限值上。
在一個單回路控制系統(tǒng)中,只要調節(jié)器的放大系數(shù)Kc、調節(jié)閥的放大系數(shù)Kv、被控對象的放大系數(shù)Ko的乘積為正,就能實現(xiàn)負反饋控制。調節(jié)器、調節(jié)閥和對象放大系數(shù)正負號規(guī)定如下:
(1)調節(jié)器放大系數(shù)的正負號;對于調節(jié)器來說,按照統(tǒng)一的規(guī)定,測量值增加,輸出增加,調節(jié)器放大系數(shù)Kc為負,稱之為正作用。測量值增加,輸出減小,Kc為正,稱之為反作用。
(2)調節(jié)閥的放大系數(shù)的正負號;調節(jié)閥的放大系數(shù)Kv定義為氣開閥Kv為正,氣關閥Kv為負。
(3)對象放大系數(shù)的正負號;對象的放大系數(shù)Ko定義為:如操縱變量增加,被控變量也增加,Ko為正;操縱變量增加,被控變量減少,Ko為負。由此可知,單回路控制系統(tǒng)調節(jié)器正反作用的確定方法如下:首先確定對象放大系數(shù)Ko的正負號,然后根據(jù)調節(jié)閥選型為氣開或氣關確定調節(jié)閥放大系數(shù)Kv的正負號,最終由Kc、Kv、Ko乘積應為正,即可確定調節(jié)器的作用方式。
總之,氣開氣關的選擇是根據(jù)工藝生產的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時,調節(jié)閥是處于關閉位置安全還是開啟位置安全?舉例來說,一個加熱爐的燃燒控制,調節(jié)閥安裝在燃料氣管道上,根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。
3、自力式流量調節(jié)閥工作原理
被控介質輸入閥后,閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室,經節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室,P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。P1作用在膜片上產生的推力與Ps作用在膜片上產生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置,從而確定了流經閥的流量。當流經閥的流量增加時,即△Ps增加,結果P1、Ps分別作用在下、上膜室,使閥芯向閥座方向移動,從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積,使Ps增加,增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產生平衡達到控制流量的目的。反之,同理。
二)、氣動調節(jié)閥
氣動調節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執(zhí)行器,并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、限位閥等附件去驅動閥門,實現(xiàn)開關量或比例式調節(jié),接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調節(jié)管道介質的:流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數(shù)。
1:氣動調節(jié)閥的分類。
氣動調節(jié)閥動作分氣開型和氣關型兩種。氣開型(Air to Open) 是當膜頭上空氣壓力增加時,閥門向增加開度方向動作,當達到輸入氣壓上限時,閥門處于全開狀態(tài)。反過來,當空氣壓力減小時,閥門向關閉方向動作,在沒有輸入空氣時,閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關閉型(Fail to Close FC)。氣關型(Air to Close)動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時,閥門向關閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時,閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動調節(jié)閥的氣開或氣關,通常是通過執(zhí)行機構的正反作用和閥態(tài)結構的不同組裝方式實現(xiàn)。
2:常見的幾個專業(yè)術語
調節(jié)閥有執(zhí)行機構和閥體部件兩部分組成。調節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機構,其作用方式有正,反兩種。信號壓力增大時,推干下移的為正作用執(zhí)行機構,信號壓力增大時,推干上移的為反作用執(zhí)行機構。閥體部件分為正,反裝兩種。閥桿下移時,閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式,反之為反裝式。調節(jié)閥的作用方式分為氣開和氣關兩種,氣開、氣關是由執(zhí)行機構的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。
而調節(jié)閥的氣開還是氣關是多方面綜合考慮的首先是以工藝安全為主考慮,在確定了氣關還是氣開后,再確定執(zhí)行機構的作用,最后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。
正作用執(zhí)行機構是指當膜片上氣體壓力的增加時,執(zhí)行機構推桿朝向閥體運動;反作用執(zhí)行機構是指當膜片上氣體壓力增加時,執(zhí)行機構推桿遠離閥體運動;和氣開(air to open),氣閉(air to close)型閥門完全是不同的兩個概念。正作用執(zhí)行機構和正裝(反裝)的閥門得到氣關(氣開);反之,反作用執(zhí)行機構和反裝(正裝)的閥門可以得到氣關(氣開)。
定位器的正反作用與你所選購的調節(jié)閥的氣開和氣關是對應的。也就是說為了實現(xiàn)整個閥自身的負反饋而設置的。調節(jié)器的正反作用是用來對整個控制回路的負反饋而設置的,當調節(jié)器投自動的時候,才能具體體現(xiàn)出調節(jié)器正反作用的作用。
閥門定位器的正反作用是根據(jù)調節(jié)閥的氣開氣關確定的,調節(jié)器的正反作用是根據(jù)控制回路各環(huán)節(jié)的特性確定的,要保證控制回路滿足控制要求。例如實現(xiàn)負反饋控制,在自動控制系統(tǒng)中,被調參數(shù)由于受到干擾的影響,常常偏離設定值,即被調參數(shù)產生了偏差:
對于調節(jié)器來說,按照統(tǒng)一的規(guī)定,如果測量值增加,調節(jié)器輸出增加,調節(jié)器放大系數(shù)Kc為負,則該調節(jié)器稱為正作用調節(jié)器;測量值增加,調節(jié)器輸出減小,Kc為正則該調節(jié)器稱為反作用調節(jié)器。
3:氣動調節(jié)閥的選擇。
任何一個控制系統(tǒng)在投運前,必須正確選擇調節(jié)器的正反作用,使控制作用的方向正確,否則,在閉合回路中進行的不是負反饋而是正反饋,它將不斷增大偏差,最終必將把被控變量引導到最高或最低的極限值上。
在一個單回路控制系統(tǒng)中,只要調節(jié)器的放大系數(shù)Kc、調節(jié)閥的放大系數(shù)Kv、被控對象的放大系數(shù)Ko的乘積為正,就能實現(xiàn)負反饋控制。調節(jié)器、調節(jié)閥和對象放大系數(shù)正負號規(guī)定如下:
(1)調節(jié)器放大系數(shù)的正負號;對于調節(jié)器來說,按照統(tǒng)一的規(guī)定,測量值增加,輸出增加,調節(jié)器放大系數(shù)Kc為負,稱之為正作用。測量值增加,輸出減小,Kc為正,稱之為反作用。
(2)調節(jié)閥的放大系數(shù)的正負號;調節(jié)閥的放大系數(shù)Kv定義為氣開閥Kv為正,氣關閥Kv為負。
(3)對象放大系數(shù)的正負號;對象的放大系數(shù)Ko定義為:如操縱變量增加,被控變量也增加,Ko為正;操縱變量增加,被控變量減少,Ko為負。由此可知,單回路控制系統(tǒng)調節(jié)器正反作用的確定方法如下:首先確定對象放大系數(shù)Ko的正負號,然后根據(jù)調節(jié)閥選型為氣開或氣關確定調節(jié)閥放大系數(shù)Kv的正負號,最終由Kc、Kv、Ko乘積應為正,即可確定調節(jié)器的作用方式。
總之,氣開氣關的選擇是根據(jù)工藝生產的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時,調節(jié)閥是處于關閉位置安全還是開啟位置安全?舉例來說,一個加熱爐的燃燒控制,調節(jié)閥安裝在燃料氣管道上,根據(jù)爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來控制燃料的供應。