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    氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥三斷保護(hù)怎么去實(shí)現(xiàn)?-德國(guó)萊克LIK品牌
    發(fā)布時(shí)間:2023/10/30

    在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用非常普遍,其作用也非常重要,關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)際生產(chǎn)中,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥需要按照工藝系統(tǒng)的要求來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù),使其滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。尤其是在很多重要環(huán)節(jié)中,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥如果調(diào)節(jié)不當(dāng)就會(huì)破壞整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程并可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。一般而言,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥正常工作時(shí)需要提供電源、氣源、信號(hào)源,任何信號(hào)的喪失都會(huì)引起閥門的不當(dāng)動(dòng)作。因此,在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,普遍采用三斷保護(hù)功能來(lái)保證氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的可靠工作。


    在工程實(shí)際中,斷電、斷氣、斷信號(hào)這三種故障中的一種或幾種情況發(fā)生時(shí),氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥基于工藝安全因素考慮而自動(dòng)地全開(kāi)閥門、全關(guān)閥門或者是保持閥門故障前的位置—三斷保護(hù)。其中,關(guān)閥和開(kāi)閥可以利用閥體中氣缸壓力和彈簧反力輕易實(shí)現(xiàn)。三斷保護(hù)中的保位功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻比較復(fù)雜,因此,本文就兩種工程中廣泛應(yīng)用的三斷保護(hù)裝置中的保位功能方案進(jìn)行分析比較。

    1 方案一

    如圖1所示,本方案主要由氣動(dòng)控制閥、智能閥門定位器、氣鎖閥和空氣過(guò)濾減壓器等組成。


                圖1 采用壓電閥的三斷保護(hù)原理圖


        正常工作時(shí),氣源壓力(即氣鎖閥的信號(hào)壓力)大于氣鎖閥的設(shè)定壓力,智能閥門定位器輸出的氣源管路和氣動(dòng)控制調(diào)閥上膜盒的氣源管路被連通,調(diào)節(jié)閥根據(jù)定位器的輸出指令進(jìn)行動(dòng)作。

        斷氣源時(shí),氣源壓力(即氣鎖閥的信號(hào)壓力)小于氣鎖閥的設(shè)定壓力,氣鎖閥上的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,智能閥門定位器輸出的氣源管路和氣動(dòng)控制調(diào)閥上膜盒的氣源管路自動(dòng)被切斷,即氣動(dòng)控制調(diào)閥的膜盒內(nèi)的壓力信號(hào)被鎖死不受外界氣源影響,維持原有的壓力信號(hào)和控制閥彈簧反力的平衡,從而實(shí)現(xiàn)在氣源故障時(shí)氣動(dòng)控制調(diào)閥的閥位保持在故障前的位置。

        P/I轉(zhuǎn)換單元利用永久磁鋼、線圈、杠桿、噴嘴等部件將從控制系統(tǒng)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成適用的氣壓信號(hào),來(lái)推動(dòng)啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,P/I轉(zhuǎn)換單元分為噴嘴擋板式、壓電閥式和滑閥式三類。目前,市場(chǎng)上主流智能閥門定位器中的I/P轉(zhuǎn)換單元主要采用噴嘴擋板式或者壓電閥式。斷氣源時(shí),采用上述兩種結(jié)構(gòu)的智能閥門定位器的動(dòng)作原理相同,如上所述,F(xiàn)就斷信號(hào)和斷電時(shí)采用兩種不同結(jié)構(gòu)的智能閥門定位器的動(dòng)作原理分別進(jìn)行分析。

        (1)對(duì)于采用壓電閥式結(jié)構(gòu)的智能閥門定位器:

        斷信號(hào)時(shí),定位器輸出被鎖定,氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持在當(dāng)前位置。即無(wú)需增加任何附件,定位器本身能實(shí)現(xiàn)斷信號(hào)保位功能。

        斷電源時(shí),如圖1所示,此種保護(hù)方案無(wú)需電源,故不存在斷電源保護(hù)。有無(wú)電源均對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的位置無(wú)影響。

        (2)對(duì)于采用噴嘴擋板式機(jī)構(gòu)的智能閥門定位器:

        其電源是串接在閥門輸入信號(hào)回路里,斷信號(hào)/電時(shí),定位器能自動(dòng)檢測(cè)出異常,輸出到氣動(dòng)控制調(diào)閥膜盒內(nèi)的壓力信號(hào)被鎖定,氣動(dòng)調(diào)閥保持在故障時(shí)的位置。即無(wú)需增加任何附件,定位器本身能實(shí)現(xiàn)斷電、斷信號(hào)保位功能。

        綜上分析,從結(jié)構(gòu)本身而言,采用壓電閥式結(jié)構(gòu)的智能閥門定位器的抗震性能要好。采用噴嘴擋板式機(jī)構(gòu)的智能閥門定位器斷信號(hào)時(shí)反應(yīng)更靈敏,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、附件少,在使用過(guò)程中發(fā)生故障的幾率也相對(duì)較少。

        2 方案二

    如圖2所示,在本方案中,保護(hù)裝置主要由信號(hào)比較器、智能閥門定位器、單電控電磁換向閥、氣鎖閥等部件組成。我們能很直觀地看出,圖2所示的保護(hù)方案比圖1所示的保護(hù)方案更復(fù)雜

              圖2 采用信號(hào)比較器的三斷保護(hù)原理圖

        斷氣源時(shí),氣鎖閥動(dòng)作,將定位器輸出的氣動(dòng)信號(hào)管路和氣動(dòng)控制調(diào)閥的膜盒進(jìn)氣管路連通,相當(dāng)于繼續(xù)維持故障前的控制壓力信號(hào)和控制閥彈簧反力的平衡。故氣動(dòng)控制調(diào)閥在斷氣源時(shí)無(wú)動(dòng)作,繼續(xù)保持在故障前的位置。

        從圖2可以看出,輸入信號(hào)及電源均接到信號(hào)比較器,當(dāng)斷電源、斷信號(hào)發(fā)生時(shí),信號(hào)比較器檢測(cè)到電源/信號(hào)消失時(shí),信號(hào)比較器動(dòng)作,使得單電控電磁換向閥失電動(dòng)作,切斷氣鎖閥的氣源供應(yīng),即后續(xù)的保護(hù)動(dòng)作和斷氣源時(shí)相同。

        上面只是就單作用氣動(dòng)控制調(diào)閥的三斷保護(hù)功能進(jìn)行分析。對(duì)于雙作用控制調(diào)閥的三斷保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn),只需將圖2中單通道氣鎖閥換成雙通道氣鎖閥,兩個(gè)通道分別連接控制調(diào)閥的上下膜室,即可實(shí)現(xiàn)雙作用控制調(diào)閥三斷時(shí)的保位功能。而對(duì)于三斷時(shí),需要閥門回到安全位置的應(yīng)用場(chǎng)合,則需要在上述氣動(dòng)管路圖中增加儲(chǔ)氣罐、二位三通電磁閥等附件即可實(shí)現(xiàn)。電磁閥失電后,向上膜盒供氣,則閥門關(guān)閉。電磁閥失電后,向下膜盒供氣,則閥門打開(kāi)。

        智能閥門定位器主要是由電路部分和氣路部分組成。而根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),閥門故障多發(fā)生在氣路部分,定位器中的I/P轉(zhuǎn)換單元為損耗單元。I/P轉(zhuǎn)換單元中的一些膜片、密封環(huán)等橡膠制品,在高溫、油、水、蒸汽的環(huán)境中容易老化,并且在工程實(shí)際中,調(diào)節(jié)閥門一般都處于上述的惡劣環(huán)境中再加之頻換的調(diào)節(jié)動(dòng)作,更是加速了這些部件的老化,這些實(shí)際工況使得I/P轉(zhuǎn)換單元成為調(diào)節(jié)閥易出故障的部件。

    3 結(jié)論

        綜上兩種方案的比較分析,方案一中的三斷保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,配用附件少,安裝維修方便,相應(yīng)的工程應(yīng)用中故障點(diǎn)也少,并且也無(wú)需單獨(dú)供電。在重要的調(diào)節(jié)回路中,建議在實(shí)際工程中優(yōu)先選用方案一中的智能閥門定位器。



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