氣動保位閥的工作原理

1、氣動保位閥的工作原理？當壓縮氣源發(fā)生故障停止供氣時，利用氣動保位閥切斷閥門控制通道，使閥門位置保持斷氣前的位置。 以保證工藝過程的正常進行， 直到系統(tǒng)中事故消除重新供氣后氣動保位閥才打開通道，恢復正常時的控制。 氣動保位閥動作壓力是可調(diào)節(jié)的，通常調(diào)節(jié)在0.1mpa左右。1. 氣動調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)型氣動調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)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(guān)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(guān)閉型（fail to cl

2、ose fc ）。氣關(guān)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(guān)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(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。當氣源切斷時， 調(diào)節(jié)閥是處于關(guān)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(diào)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。 這時，宜選用氣開閥更安全些， 因為一旦氣源停止供給，閥

3、門處于關(guān)閉比閥門處于全開更合適。如果氣源中斷， 燃料閥全開， 會使加熱過量發(fā)生危險。 又如一個用冷卻水冷卻的的換熱設備，熱物料在換熱器內(nèi)與冷卻水進行熱交換被冷卻， 調(diào)節(jié)閥安裝在冷卻水管上， 用換熱后的物料溫度來控制冷卻水量，在氣源中斷時，調(diào)節(jié)閥應處于開啟位置更安全些，宜選用氣關(guān)式（即fo ）調(diào)節(jié)閥。氣開式改變?yōu)闅怅P(guān)式或氣關(guān)式改變?yōu)闅忾_式，如調(diào)節(jié)閥安裝有智能式閥門定位器，在現(xiàn)場可以很容易進行互相切換。但也有一些場合， 故障時不希望閥門處于全開或全關(guān)位置，操作不允許， 而是希望故障時保持在斷氣前的原有位置處。這時，可采取一些其它措施， 如采用保位閥或設置事故專用空氣儲缸等設施來確保。 2.閥門定位

4、器閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，與氣動調(diào)節(jié)閥大大配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號， 然后以它的輸出信號去控制氣動調(diào)節(jié)閥，當調(diào)節(jié)閥動作后， 閥桿的位移又通過機械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信號傳給上位系統(tǒng)。閥門定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動閥門定位器、電氣閥門定位器和智能式閥門定位器。閥門定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號的傳遞滯后， 加快閥桿的移動速度， 能夠提高閥門的線性度， 克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。常用執(zhí)行機構(gòu)分氣動執(zhí)行機構(gòu)，電動執(zhí)行機構(gòu)，有直行程、角行程之分。用以自動、手動開閉各類伐門、風板等調(diào)節(jié)閥在過程控制中的作用是人

5、所共知的，在許多控制過程中要求調(diào)節(jié)閥在故障時處于某一個位置， 以保護工藝過程不出現(xiàn)事故， 這就要求調(diào)節(jié)閥在設計上實現(xiàn)故障安全的三斷 ( 斷氣、斷電、斷信號 ) 保護措施。對于電動調(diào)節(jié)閥來說，比較簡單，斷信號時，可以根據(jù)控制模塊的設定而停留在全開、全關(guān)、保持中的任一位置， 而斷電時， 自然停留在故障位置， 或帶有復位裝置的電動執(zhí)行器也可將閥位運行到全開或全關(guān)。對于氣動調(diào)節(jié)閥來說， 情況就比較復雜了， 所以我們主要討論氣動調(diào)節(jié)閥的三斷保位方法。 一般來說， 我們在選擇氣動薄膜調(diào)節(jié)閥時，都要先確定選氣開還是氣閉，這就是選擇調(diào)節(jié)閥斷氣時的保護位置，如果工藝要求斷氣時閥門打開，則選擇常開 ( 氣閉) 式

6、調(diào)節(jié)閥，反之則選常閉 ( 氣開) 式調(diào)節(jié)閥。這只是一個粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷保護，則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來組成一個保護系統(tǒng)才能實現(xiàn)控制要求，這些附件主要有保位閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和雙作用氣動調(diào)節(jié)閥的兩種保位方案。一、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥方案 ( 調(diào)節(jié)閥配用電 - 氣閥門定位器 ) 本方案主要由氣動調(diào)節(jié)閥、電- 氣閥門定位器、失電 ( 信號)比較器、單電控電磁換向閥、氣動保位閥、閥位信號返回器等組成。其工作原理如下：1、斷氣源：當控制系統(tǒng)氣源故障( 失氣) 時，氣動保位閥自動關(guān)閉將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥

7、彈簧產(chǎn)生的反力相平衡， 氣動控制閥的閥位保持在故障位置。該保位閥應設定在略低于氣源的最小值時啟動。2、斷電源：當控制系統(tǒng)電源故障( 失電) 時，失電 ( 信號) 比較器控制單電控電磁換向閥的輸出電壓消失， 單電控電磁換向閥失電， 單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復位彈簧的作用下滑動， 電磁閥換向， 將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關(guān)閉， 將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。3、斷信號：當控制系統(tǒng)信號故障 (失信號 ) 時，失電( 信號) 比較器檢測到后，斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號，單電控電磁換向閥失電，

8、單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復位彈簧的作用下滑動， 電磁閥換向，將氣動保位閥的膜室壓力排空，氣動保位閥關(guān)閉， 將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控制閥的膜室內(nèi)，輸出信號壓力與控制閥彈簧產(chǎn)生的反力相平衡，氣動控制閥的閥位保持在故障位置。位置反饋信號由閥位信號返回器給出。本方案的優(yōu)點：“三斷”保護啟動時，系統(tǒng)反應較快，動作迅速。整體造價比較便宜。本方案的缺點：電磁閥長期帶電，影響使用壽命。配用附件較多，安裝、調(diào)試復雜一些，閥位反饋需另配閥位信號返回器， 在配用手輪的情況下， 比較復雜。二、雙作用氣動調(diào)節(jié)閥方案(調(diào)節(jié)閥配用電 - 氣閥門定位器 ) 本方案主要由控制閥、氣控換向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、

9、減壓閥、儲氣罐等組成。其工作原理如下：當控制系統(tǒng)氣源故障 (失氣) 時，自鎖閥 ( 其作用方式與保位閥相反 ) 自動打開，將氣控換向閥的控制氣源撤消，氣控換向閥的滑閥在彈簧的作用下復位，兩個氣控換向閥中的其中一個排氣，另一個進氣， 單向閥關(guān)閉， 氣源由儲氣罐中儲存的氣源向閥門供氣， 從而實現(xiàn)閥門的全關(guān)或全開。 全關(guān)或全開的轉(zhuǎn)換可通過調(diào)整氣控換向閥的連接方式實現(xiàn)。如果要實現(xiàn)閥門保位， 加裝氣動保位閥并改變管路連接，用自鎖閥直接控制保位閥，取消氣控換向閥、單向閥、儲氣罐即可。若要實現(xiàn)斷氣源時，能夠保證閥門有若干次的動作，可采用以下方案。本方案由儲氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等組成。其工作原理如下：

10、當氣源故障 (失氣)時，單向閥關(guān)閉， 閉鎖閥失氣， 在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作用下復位，氣路換向，斷開系統(tǒng)的氣源管路，接通儲氣罐管路，由儲氣罐向閥門供氣，以保證閥門有若干次動作， 實現(xiàn)連續(xù)控制的目的。 由于儲氣罐的容量有限，且儲氣罐中的氣源壓力隨著閥門動作不斷下降，不可長期使用儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣罐的容量應比一般保護用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時，閥門動作的次數(shù)與儲氣罐的容量有關(guān)。對于氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的保位方案，還有一個可供參考： 在定位器和執(zhí)行器之間串聯(lián)保位閥和兩位三通電磁閥各一，在斷氣時用保位閥來保位，在斷信號時，用電磁閥來保位， 不過，電磁閥必須與定位器進行連鎖( 在控制程序中設定 )，即定位器有信號，電磁閥必有電，定位器一旦失信號，電磁閥必須立即斷電。氣動保位閥是氣動單元組合儀表輔助單元之一。當儀表氣源系統(tǒng)發(fā)生故障時,保位閥能自動切斷調(diào)節(jié)器與閥門的通道使閥門位置在原來的位置，以保證工藝過程正常進行 , 直至氣源事故消除， 正常供氣后保位閥自動打開調(diào)節(jié)器與閥門通道，恢復正常工作。因此, 氣動保位閥