电气阀门定位器

电气阀门定位器

由于现在DCS在现场使用越来越多，很多控制器都是使用了中控系统的控制器，所以中控到现场的都是4-20mA的电信号，到现场又需要阀动作的比较快。

虽然阀门定位器由最初的气/气阀门定位器、电/气阀门定位器发展到现在的数字阀门定位器、区域总线阀门定位器，但它们的基本原理和主要功能都没有大的改变。

(一)定位器中基本自控元件介绍

电/气转换器原理 随着仪表技术的发展，气动仪表领域已逐步被电动仪表和计算机控制所占领，现在只有在一些特殊的场合还在使用气动仪表，作为仪表中的阀门附件“定位器”也由原来的气动阀门(P/P)定位器逐步由电/气(E/P)阀门定位器所代替。 那么在电/气阀门定位器中输入的电信号是如何转换成气信号的呢?我们以SAMSON 6111 型电/气转换器为例介绍一下它的工作原理(见图1)：

图1 Function Diagram of 6111

气动功率放大器(8)在设计时;选用合适的弹簧力(8.2)，使当输入信号为0 mA 时保持输出PA 在100mbar ，这样输出的压力通过恒节流孔(8.4)使喷嘴(7)内有一定的背压。

当输入的信号增加时;通电的线圈(2)切割永久磁铁(3)的磁力线，产生向上的力→挡板(6)靠近喷嘴(7)使背压(PK)增加→膜片(8.3)↓→打开阀芯(8.5)→输出PA↑。 当输入信号减少时;挡板(6)离开喷嘴(7)→背压(PK)减少→输出压力(PA)作用下膜片(8.3)↑→阀芯(8.5)关死→输出压力通过阀芯(8.5)释放。 当PA 同PK 平衡时输出压力保持不变;这时电信号在线圈(2)中产生的力也同背压(PK)取得平衡。 这样输入的电信号就转换成气信号了。

(二)定位器的组成

以SAMSON 的4763 电/气阀门定位器(图1A)为例，定位器主要组成部分见图2。

图2

1.反馈杆(1) 2.反馈弹簧(6) 3.反馈风箱(7) 4. 气动功率放大器(7下部) 5. 电/气转换器(21)

(三)定位器工作原理

1. 模拟定位器 我们还是以SAMSON的4763定位器为例(参考图3)。我们设：调节阀为FC(气开);定位器为正作用

A) 阀位根据输入信号成比例动作

输入信号↑→Pe 点气压↑→反馈风箱中连杆(9)向左动作→压紧弹簧(6)，挡板(10.2)靠近喷嘴(10.1)→输出风压↑→阀杆(对于气开阀)↑→压紧弹簧(6)→反馈风箱中连杆(9)向右动作→挡板(10.2)离开喷嘴(10.1)→输出气压(Pst)↓。当反馈弹簧的力与反馈风箱的力平衡时，阀位保持与输入信号对应的位置。

B) 定位

当输入信号不变时：

由于工艺条件变化导致阀杆↑→压紧执行器弹簧→压紧弹簧(6)→反馈风箱中连杆(9)向右动作→挡板(10.2)离开喷嘴(10.1)→输出气压↓→由执行器向下的弹簧力使阀位回到原来的地方。

由于工艺条件变化导致阀杆↓→放松执行器弹簧→放松弹簧(6)→反馈风箱中连杆(9)向左动作→挡板(10.2)靠近喷嘴(10.1)→输出气压↑→使执行器向上运动使阀位回到原来的地方。

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