氣動閥門定位器

氣動閥門定位器是按力平衡原理設(shè)計工作的，它是按力平衡原理設(shè)計和工作的。檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜執(zhí)行機構(gòu)氣室，使閥桿向下移 動，并帶動反饋桿（擺桿）繞支點轉(zhuǎn)動，連接在同一軸上的反饋凸輪（偏心凸輪）也跟著作逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過滾輪使杠桿1繞支點轉(zhuǎn)動，并將反饋彈簧拉伸、彈 簧對杠桿2的拉力與信號壓力作用在波紋管上的力達到力矩平衡時儀表達到平衡狀態(tài)。此時，一定的信號壓力就與一定的閥門位置相對應(yīng)。其與氣動調(diào)節(jié)閥配套使用，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。把控制系統(tǒng)給出的直流電流信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的氣信號，控制調(diào)節(jié)閥的動作。同時根據(jù)調(diào)節(jié)閥的開度進行反饋，使閥門位置能夠按系統(tǒng)輸出的控制信號進行正確定位。

閥門定位器按輸入信號分為氣動閥門定位器、電氣閥門定位器和智能閥門定位器。氣動閥門定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)氣信號，例如，20~100kPa氣信 號，其輸出信號也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號。電氣閥門定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號，例如，4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等，在電氣閥門定位器內(nèi) 部將電信號轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號到撥動控制閥。智能電氣閥門定位器它將控制室輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的氣信號，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時閥桿摩擦 力，抵消介質(zhì)壓力波動而產(chǎn)生的不平衡力，使閥門開度對應(yīng)于控制室輸出的電流信號。并且可以進行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達到改善控制閥性能的目的。

按動作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。單向閥門定位器用于活塞式執(zhí)行機構(gòu)時，閥門定位器只有一個方向起作用，雙向閥門定位器作用在活塞式執(zhí)行機構(gòu)氣缸的兩側(cè)，在兩個方向起作用。

按閥門定位器輸出和輸入信號的增益符號分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。正作用閥門定位器的輸入信號增加時，輸出信號也增加，因此，增益為正。反作用閥門定位器的輸入信號增加時，輸出信號減小，因此，增益為負。

按閥門定位器輸入信號是模擬信號或數(shù)字信號，可分為普通閥門定位器和現(xiàn)場總線電氣閥門定位器。普通閥門定位器的輸入信號是模擬氣壓或電流、電壓信號，現(xiàn)場總線電氣閥門定位器的輸入信號是現(xiàn)場總線的數(shù)字信號。

按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器沒有CPU，因此，不具有智能，不能處理有關(guān)的智 能運算。智能電氣閥門定位器帶CPU，可處理有關(guān)智能運算，例如，可進行前向通道的非線性補償?shù)龋F(xiàn)場總線電氣閥門定位器還可帶PID等功能模塊，實現(xiàn)相 應(yīng)的運算。

氣動閥門是工業(yè)管道系統(tǒng)自動化的一種重要裝置，是在普通閥門的基礎(chǔ)上安裝氣動執(zhí)行器，用于各種工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域當(dāng)中。

氣動閥門定位器(簡稱VPR定位器)是日本山武——霍尼韋爾公司VFR凸輪撓曲調(diào)節(jié)閥的專用附件。它按照氣動調(diào)節(jié)器的信號，使調(diào)節(jié)閥正確快速動作， 從而精確調(diào)節(jié)閥門流量及保證流量特性。我廠于八十年代中期引進生產(chǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于石化、電力、輕工與化工等行業(yè)的自控系統(tǒng)中。

為了正確使用與維修，需要說明其工作原理，見圖1。輸入信號增加后，波紋管膨脹來推動擋板（即杠桿）靠近噴嘴端面。間隙減小則噴嘴背壓升高，通過繼動器膜 片推動閥芯下移。進氣口開大排氣口關(guān)小使輸出壓力增加，因此執(zhí)行機構(gòu)推桿向下移動使調(diào)節(jié)閥閥芯開啟或關(guān)閉。隨著閥芯轉(zhuǎn)動，凸輪也轉(zhuǎn)動，通過凸輪隨動件拉動 反饋彈簧，使擋板趨于離開噴嘴，直到波紋管產(chǎn)生的力矩與反饋彈簧力矩相互平衡。由于這種力矩平衡，保證了調(diào)節(jié)閥開度與輸入信號之間對應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)確，實現(xiàn)了閥 芯正確定位。

以下分析常見故障原因及措施。簡單的排除措施將省略說明。

故障一：定位器無輸出壓力

1．無信號壓力，①氣動調(diào)節(jié)器故障；②信號管線大量漏氣。
2．波紋管大量漏氣，補焊錫或更換。
3．無供氣壓力或者供氣壓力過低。
4．波紋管節(jié)流孔堵塞，使用直徑小于囝0.2mm的金屬絲進行疏通。
5．定位器零點位置調(diào)節(jié)不妥，即擋板與噴嘴間隙太大。使用工具重新調(diào)節(jié)。
6．凸輪安裝位置錯誤。因為一個凸輪分別包含氣開式與氣關(guān)式等百分比，氣開式與氣關(guān)式線性特性，有四個安裝孔，容易裝錯。
7．擋板與噴嘴端面不垂直，擋板與噴嘴端面接觸后仍然大量排氣。
8．噴嘴孔端面有凹坑，需要更換。端面有毛刺，重新研磨。
9．噴嘴與基座粘接處漏氣。

故障二：信號減小，輸出壓力不降低

1．零點位置調(diào)節(jié)不合適，即噴嘴擋板間隙太小。
2．繼動器隔板處節(jié)流管孔徑太小或者堵塞，使用Φ0.3mm金屬絲進行疏通。
3．旁路機構(gòu)開關(guān)位置錯誤，開關(guān)應(yīng)位于“0N”位置。
4．偏差彈簧太硬或者選擇錯誤，供氣壓力0.22MPa的簧絲直徑為1.3mm，0.28～0.5MPa時簧絲直徑為Φ1.4mm。
5．凸輪安裝位置錯誤。

故障三：有供氣、無信號、調(diào)節(jié)閥已完成大部分行程

1．繼動器閥座與閥芯的SR2.3球面脫離接觸或者密封不好。
2．在初始位置，擋板與噴嘴端面已經(jīng)緊密接觸。

故障四：基本誤差（線性）不合格

1．反饋彈簧力或調(diào)零彈簧力調(diào)節(jié)不妥。
2．凸輪安裝位置錯誤或行程指針裝錯。
3．繼動器閥芯與動閥座凡爾線未密封。
4．波紋管剛度太低，設(shè)計要求4.9N/mm。
5．輸出管線或執(zhí)行機構(gòu)漏氣。
6．調(diào)節(jié)閥填料壓縮量太大。

故障五：調(diào)節(jié)閥初始點誤差大

1．凸輪隨動件的軸套與凸輪未接觸。
2．反饋彈簧選擇錯誤，標(biāo)準(zhǔn)行程的簧絲直徑為Φ0.8mm，分程信號為Φ0.7mm。

故障六：定位器回差（變差）不合格

1．零點位置或行程調(diào)節(jié)不妥。
2．轉(zhuǎn)臂組件的緊固件松動。
3．零點位置調(diào)節(jié)后未擰緊鎖緊螺釘。
4．波紋管彈性差，正反行程的位移量有微小差異。
5．凸輪隨動件的軸套孔與外圓同軸度超出設(shè)計要求。
6．繼動器偏差彈簧兩端面平行度差。
7．轉(zhuǎn)軸與軸瓦徑向或軸向間隙太大。
8．供氣壓力不穩(wěn)定。
9．軸套與凸輪軸徑向或軸向間隙大。
10．反饋彈簧未經(jīng)過立定處理。