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各種調(diào)節(jié)閥故障的保位方案詳解
點(diǎn)擊次數(shù)：1210 發(fā)布時(shí)間：2017-5-18
調(diào)節(jié)閥在過程控制中的作用是人所共知的，在許多控制過程中要求調(diào)節(jié)閥在故障時(shí)處于某一個(gè)位置，以保護(hù)工藝過程不出現(xiàn)事故，這就要求調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)故障—安全的三斷（斷氣、斷電、斷信號）保護(hù)措施。對于電動調(diào)節(jié)閥來說，比較簡單，斷信號時(shí)，可以根據(jù)控制模塊的設(shè)定而停留在全開、全關(guān)、保持中的任一位置，而斷電時(shí)，自然停留在故障位置，或帶有復(fù)位裝置的電動執(zhí)行器也可將閥位運(yùn)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(fù)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(shí)，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(shí)的保護(hù)位置，如果工藝要求斷氣時(shí)閥門打開，則選擇常開（氣閉）式調(diào)節(jié)閥，反之則選常閉（氣開）式調(diào)節(jié)閥。這只是一個(gè)粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷保護(hù)，則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來組成一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)才能實(shí)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(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時(shí)，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(yīng)設(shè)定在略低于氣源的zui小值時(shí)啟動。
2、斷電源：當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障（失電）時(shí)，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(fù)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(dāng)控制系統(tǒng)信號故障（失信號）時(shí)，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，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)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(diǎn)：“三斷”保護(hù)啟動時(shí)，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動作迅速。整體造價(jià)比較便宜。
本方案的缺點(diǎn)：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(fù)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(fù)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?fù)Q向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲氣罐等組成。其工作原理如下：
當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時(shí)，自鎖閥（其作用方式與保位閥相反）自動打開，將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消，氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，兩個(gè)氣控?fù)Q向閥中的其中一個(gè)排氣，另一個(gè)進(jìn)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(shí)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?fù)Q向閥的連接方式實(shí)現(xiàn)。
如果要實(shí)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?fù)Q向閥、單向閥、儲氣罐即可。
若要實(shí)現(xiàn)斷氣源時(shí)，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：
當(dāng)氣源故障（失氣）時(shí)，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(fù)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(shí)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(yīng)比一般保護(hù)用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時(shí)，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(gè)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(shí)用保位閥來保位，在斷信號時(shí)，用電磁閥來保位，不過，電磁閥必須與定位器進(jìn)行連鎖（在控制程序中設(shè)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。
對于氣動調(diào)節(jié)閥來說，情況就比較復(fù)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(shí)，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(shí)的保護(hù)位置，如果工藝要求斷氣時(shí)閥門打開，則選擇常開（氣閉）式調(diào)節(jié)閥，反之則選常閉（氣開）式調(diào)節(jié)閥。這只是一個(gè)粗淺的方案，如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷保護(hù)，則調(diào)節(jié)閥就需要配置一些附件來組成一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)才能實(shí)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(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時(shí)，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(yīng)設(shè)定在略低于氣源的zui小值時(shí)啟動。
2、斷電源：當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障（失電）時(shí)，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(fù)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(dāng)控制系統(tǒng)信號故障（失信號）時(shí)，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，單電控電磁換向閥內(nèi)的滑閥在復(fù)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(diǎn)：“三斷”保護(hù)啟動時(shí)，系統(tǒng)反應(yīng)較快，動作迅速。整體造價(jià)比較便宜。
本方案的缺點(diǎn)：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(fù)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(fù)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?fù)Q向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲氣罐等組成。其工作原理如下：
當(dāng)控制系統(tǒng)氣源故障（失氣）時(shí)，自鎖閥（其作用方式與保位閥相反）自動打開，將氣控?fù)Q向閥的控制氣源撤消，氣控?fù)Q向閥的滑閥在彈簧的作用下復(fù)位，兩個(gè)氣控?fù)Q向閥中的其中一個(gè)排氣，另一個(gè)進(jìn)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(shí)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?fù)Q向閥的連接方式實(shí)現(xiàn)。
如果要實(shí)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?fù)Q向閥、單向閥、儲氣罐即可。
若要實(shí)現(xiàn)斷氣源時(shí)，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：
當(dāng)氣源故障（失氣）時(shí)，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(fù)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(shí)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(yīng)比一般保護(hù)用儲氣罐的容量大。本方案在斷氣源時(shí)，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(gè)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(shí)用保位閥來保位，在斷信號時(shí)，用電磁閥來保位，不過，電磁閥必須與定位器進(jìn)行連鎖（在控制程序中設(shè)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。