調節閥在過程控製中的作用是人所共知的(de),在許多控製過程中要求調節閥在故障時處於某一個位置,以保護工藝過程不出現事故,這就要求調節閥在設(shè)計上實現故障—安全的三斷(斷氣、斷電、斷(duàn)信號(hào))保護措施。對於電動調節閥來說,比較簡單,斷信號時,可以根據控製模塊(kuài)的設定而停留在全開、全關、保持中的任一位置(zhì),而斷電時,自(zì)然(rán)停留在故障位置(zhì),或帶有複位裝置的電動執行器也可將閥位運行(háng)到全開或全關。
對於氣動調節閥來說,情況就比較複雜了,所以我們主要討論氣動調節閥的三斷保位方法。一般來說,我們在選擇氣動薄(báo)膜調節閥時,都要先確(què)定選氣開還是氣(qì)閉,這就是選擇調節閥(fá)斷氣時(shí)的保(bǎo)護位置,如(rú)果工藝要求斷氣(qì)時閥門打開,則選擇常開(氣閉)式調節(jiē)閥,反之則(zé)選常閉(氣開)式調節閥。這隻是一個粗淺的方(fāng)案,如果工藝要求斷氣、斷電、斷信號的三斷(duàn)保護,則調節閥就需要配置一些附件來組成一個保護係統才能實現控製要(yào)求,這些附件主要有保位(wèi)閥、電磁閥、氣罐等。以下是單作用氣動薄膜調節閥和雙作用氣動調節閥的兩種保位方案。
一(yī)、氣動薄(báo)膜調節閥方案(調節閥配用電(diàn)-氣閥門定位器)
本方案主要由(yóu)氣動調節閥、電-氣閥門定位器、失電(信號)比較(jiào)器、單電控電磁換向(xiàng)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:當控(kòng)製係統氣源故障(失氣)時,氣動保位閥自(zì)動關(guān)閉將(jiāng)定位器的輸出信(xìn)號壓力鎖定在(zài)氣動控製閥的膜室內,輸出信號壓力與控製閥彈簧產生(shēng)的反力相平衡,氣動控製閥的閥(fá)位保(bǎo)持在故(gù)障(zhàng)位置。該保位閥(fá)應設定在略低於氣源的最小值時啟動。
2、斷電源:當控製係統電源故障(失電)時,失電(信號)比較(jiào)器控(kòng)製(zhì)單電控電磁換向閥的輸出(chū)電壓消失,單(dān)電控電磁換向閥失電,單電控電磁換向閥內的(de)滑閥在複位彈簧的作用(yòng)下滑動,電磁閥換向,將氣動保位閥(fá)的膜(mó)室壓力排空,氣動保位閥關閉,將定位器的輸出信號壓力(lì)鎖(suǒ)定在氣動控製閥的膜室內,輸(shū)出信號壓力與控製閥彈簧產生的反(fǎn)力相平衡,氣動控製閥(fá)的閥位保持在故障位置。
3、斷信號:當控製係統(tǒng)信號故障(失信號)時,失電(信號)比較器檢測到後,斷掉單電控(kòng)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(xiàng)閥內的滑閥在(zài)複位彈簧的作用下滑動,電磁閥換向,將氣(qì)動保位閥的膜室(shì)壓力排(pái)空,氣(qì)動保位閥關閉,將定位器的輸出信(xìn)號壓力鎖(suǒ)定在(zài)氣(qì)動控(kòng)製閥的膜(mó)室內,輸出信號壓力與控(kòng)製閥彈簧(huáng)產生的反力相平衡,氣動控製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(àn)的優點:“三斷”保護啟動時,係統反應較快,動作迅速。整體造價比較便宜。
本方案的缺點:電磁閥長期帶(dài)電,影響(xiǎng)使用壽命(mìng)。配用附件較多,安裝、調試複雜一些,閥位(wèi)反饋需另配閥位信號返回器,在配用手輪的情況下,比較複雜。
二、雙作用氣動調節閥方案(調節閥配用電-氣閥門定位器)
本方案主(zhǔ)要由控製閥、氣控換向閥、定位器、自鎖閥、單向閥、減壓閥、儲氣罐(guàn)等組成。其工作原理如下:
當控製係統氣源故(gù)障(失氣)時,自鎖閥(fá)(其作用方式與保位閥(fá)相反(fǎn))自(zì)動打開,將氣控換向閥的控製氣源撤消,氣控換向閥的滑閥在彈簧(huáng)的作用下複(fù)位,兩個氣控換向閥中的其中一個排(pái)氣,另一個進氣,單向閥關閉,氣源由儲氣罐(guàn)中儲存的氣(qì)源向閥門供氣,從而實(shí)現(xiàn)閥門的全關或全開。全關或(huò)全開的轉換(huàn)可通過調整氣控換向閥的連接方式實現。
如果要實(shí)現閥門保位,加裝氣動保位閥並改(gǎi)變管路(lù)連接(jiē),用自鎖閥直接控製保位閥,取消氣控換向閥、單向閥、儲氣罐即(jí)可。
若要實現斷(duàn)氣源(yuán)時,能夠保證閥門有若(ruò)幹次的動作,可(kě)采用(yòng)以下方案。
本方案由儲氣罐、單向閥、閉鎖閥、截(jié)止閥等組成。其工作原理如(rú)下:
當氣源故障(失氣)時,單向閥(fá)關閉,閉鎖閥失氣,在閉鎖閥(fá)的滑閥在彈簧的作用下複位,氣路換(huàn)向,斷開(kāi)係統的氣源管路,接通儲氣(qì)罐管路,由儲氣罐向閥門供氣,以保(bǎo)證閥門有若幹次動作,實現連續控製的目的。由於儲氣罐(guàn)的容(róng)量有限,且儲氣罐中的氣源壓力隨著閥門動作不斷(duàn)下降,不可長期使用(yòng)儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣罐的容量應比一般保護用儲氣罐的容(róng)量大。本方案在斷氣源時,閥門動(dòng)作的次數與儲(chǔ)氣罐(guàn)的容量有(yǒu)關。
對於氣動薄膜調節閥的保位方案,還有一個可供參考:在定位(wèi)器和執行器之間串聯保位(wèi)閥和兩位三通電磁閥(fá)各一,在斷氣時用保位閥來保位,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行連鎖(在控製程序中設定),即定位器有信號(hào),電磁閥必有電,定位器一旦失信號,電磁閥必須立即斷電。
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