閥門定位器原理動畫
閥門定位器有氣動和電動兩大類，是氣動執(zhí)行器的主要附件，它與氣動調(diào)節(jié)閥配套使用。閥門定位器接受調(diào)節(jié)器輸出信號，然后將調(diào)節(jié)器的翰出信號成比例地輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)閥桿移動以后，其位移童又通過機(jī)械裝置負(fù)反饋作用于閥門定位器，因此它與執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。
閥門定位器能夠增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的愉出功率，減少控制信號的傳遞滯后，加快閥桿的移動速度。提高信號與閥位間的線性度，克服閥桿的摩擦力，消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位，改善了調(diào)節(jié)閥的性能。目前使用電動調(diào)節(jié)器居多，這里介紹電一氣閥門定位器。
結(jié)構(gòu)與工作原理
采用電一氣閥門定位器后，可用電動調(diào)節(jié)器輸出的0-10mA或4-2OmA DC電流信號去操縱氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一臺電一氣閥門定位器具有電一氣轉(zhuǎn)換器和氣動閥門定位器的雙重作用。
圖9-18是配氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電-氣閥門定位器的動作原理圖和實物圖。
由永久磁鋼1、導(dǎo)磁體2、線圈、銜鐵(即主杠桿3)和工作氣隙構(gòu)成了力矩馬達(dá)組件，它是將電流變?yōu)榱?力矩)的轉(zhuǎn)換元件。導(dǎo)磁體和銜鐵用高導(dǎo)磁性能的坡莫合金制成。永久磁鋼呈U形，其端部N、S兩極罩在導(dǎo)磁體上。當(dāng)信號電流通過線圈時，由于電磁場和永久磁鋼的相互作用，使主杠桿3受到一個向左的力，于是它繞支點16偏轉(zhuǎn)，使擋板14靠近噴嘴15，噴嘴背壓經(jīng)放大器17放大后，送人薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)9使閥桿向下移動，并帶動反饋桿10繞支點5轉(zhuǎn)動。連在同一軸上的反饋凸輪6也作逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過滾輪11使副杠桿7繞支點8轉(zhuǎn)動，將反饋彈簧12拉伸。彈贊12對主杠桿的拉力與力矩馬達(dá)作用在主杠桿上的力兩者力矩平衡時，儀表便達(dá)到平衡狀態(tài)。此時，一定的信號電流就被轉(zhuǎn)換為一定的氣壓信號，并與閥門位置成精確的對應(yīng)關(guān)系。彈簧13是作調(diào)整零位用的。改變凸輪6的形狀，可以改變輸人電流信號與輸出閥桿位移的對應(yīng)關(guān)系。
閥門定位器作用
(1)增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力。通過提高定位器的氣源壓力來增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的愉出力，可克服介質(zhì)對閥芯的不平衡力，也可克服閥桿與填料間較大的摩擦力或介質(zhì)對閥桿移動產(chǎn)生的較大阻力。因此，閥門定位器能用于高壓差、大口徑、高壓、高溫、低溫及介質(zhì)中含有固體懸浮物或粘性流體的場合。
(2)加快執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作速度。調(diào)節(jié)器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離較遠(yuǎn)時，為了克服信號的傳遞滯后，加快執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作速度，必須使用定位器。一般用于兩者相距60m以上的場合。
(3)實現(xiàn)分程控制。分程控制時，兩臺定位器由一個調(diào)節(jié)器來操縱，每臺定位器的工作區(qū)間由分程點決定。假定分程點為50%，則調(diào)節(jié)器0%-50%輸出時，第一臺定位器愉出 0%-100%.第二臺定位器槍出為0;調(diào)節(jié)器愉出50%^-100%時，第二臺定位器輸出0% ~100%，第一臺定位器翰出一直保持在100%.
(4)改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。通過改變反饋凸輪的幾何形狀可以改變調(diào)節(jié)閥的流f特性，這是因為反饋凸輪形狀的變化，就改變了執(zhí)行機(jī)構(gòu)對定位器的反饋量變化規(guī)律，使定位器的輸出特性發(fā)生變化，從而改變了定位器輸人信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)愉出位移間的關(guān)系，即修正了流童特性。
除上述外，定位器還能使執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩位動作變成比例動作，能改變調(diào)節(jié)閥的作用形式，或用于需要電一氣轉(zhuǎn)換的復(fù)合控制中。
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