气动调节阀的工作原理及安装原则和常见故障处理

气动调节阀的工作原理及安装原则和常见故障处理

气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。化工生产中调节阀在调节系统中是必不可少的，它是组成工业自动化系统的重要环节，它如生产过程自动化的手脚。下面，就带大家全面的了解气动调节阀。

工作原理

气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。

气动工作阀调节原理（图）

气动调节阀通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试组成，气动执行机构可分为单作用式和双作用式两种，单作用执行器内有复位

弹簧，而双作用执行器内没有复位弹簧。其中单作用执行器，可在失去起源或突然故障时，自动归位到阀门初始所设置的开启或关闭状态。

气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。

气动调节阀作用方式

气开型（常闭型）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。顾通常我们称气开型调节阀为故障关闭型阀门。

气关型（常开型）动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。顾通常我们称气关型调节阀为故障开启型阀门。

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全。

举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换

热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)调节阀。

阀门定位器

阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。

阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。

用执行机构分气动执行机构，电动执行机构，有直行程、角行程之分。用以自动、手动开闭各类伐门、风板等。

气动调节阀安装原则

(1)气动调节阀安装位置，距地面要求有一定的高度，阀的上下要

留有一定空间，以便进行阀的拆装和修理。对于装有气动阀门定位器和手轮的调节阀，必须保证操作、观察和调整方便。

(2)调节阀应安装在水平管道上，并上下与管道垂直，一般要在阀下加以支撑，保证稳固可靠。对于特殊场合下，需要调节阀水平安装在竖直的管道上时，也应将调节阀进行支撑(小口径调节阀除外)。安装时，要避免给调节阀带来附加应力)。

(3)调节阀的工作环境温度要在(－30～+60)相对湿度不大于95%95%，相对湿度不大于95%。

(4)调节阀前后位置应有直管段，长度不小于10倍的管道直径(10D)，以避免阀的直管段太短而影响流量特性。

(5)调节阀的口径与工艺管道不相同时，应采用异径管连接。在小口径调节阀安装时，可用螺纹连接。阀体上流体方向箭头应与流体方向一致。

(6)要设置旁通管道。目的是便于切换或手动操作，可在不停车情况下对调节阀进行检修。

(7)调节阀在安装前要彻底清除管道内的异物，如污垢、焊渣等。

常见故障及处理

1调节阀不动作

首先确认气源压力是否正常，查找气源故障。如果气源压力正常，则判断定位器或电/气转换器的放大器有无输出；若无输出，则放大器恒节流孔堵塞，或压缩空气中的水分聚积于放大器球阀处。用小细钢丝疏通恒节流孔，清除污物或清洁气源。

如果以上皆正常，有信号而无动作，则执行机构故障或阀杆弯曲，或阀芯卡死。遇此情况，必须卸开阀门进一步检查。

2调节阀卡堵

如果阀杆往复行程动作迟钝，则阀体内或有黏性大的物质，结焦堵塞或填料压得过紧，或聚四氟乙烯填料老化，阀杆弯曲划伤等。调节阀卡堵故障大多出现在新投入运行的系统和大修投运初期，由于管道内焊渣、铁锈等在节流口和导向部位造成堵塞从而使介质流通不畅，或调节阀检修中填料过紧，造成摩擦力增大，导致小信号不动作、大信号动作过头的现象。

遇到此类情况，可迅速开、关副线或调节阀，让赃物从副线或调节阀处被介质冲跑。另外还可以用管钳夹紧阀杆，在外加信号压力的情况下，正反用力旋动阀杆，让阀芯闪过卡处。若不能解决问题，可增加气源压力、增加驱动功率反复上下移动几次，即可解决问题。如果还是不能动作，则需要对控制阀做解体处理，当然，这一工作需要很强的专业技能，一定要在专业技术人员协助下完成，否则后果更为严重。

3阀泄漏

调节阀泄漏一般有调节阀内漏、填料泄漏和阀芯、阀座变形引起的泄漏几种情况，下面分别加以分析。

（1）阀内漏

阀杆长短不适，气开阀阀杆太长，阀杆向上的（或向下）距离不够，造成阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致不严而内漏。

同样气关阀阀杆太短，也可导致阀芯和阀座之间有空隙，不能充分接触，导致关不严而内漏。解决方法：应缩短（或延长）调节阀阀杆使调节阀长度合适，使其不再内漏。

（2）填料泄漏

填料装入填料函以后，经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性变形，使其产生径向力，并与阀杆紧密接触，但这种接触并非十分均匀，有些部位接触的松，有些部位接触的较紧，甚至有些部位根本没有接触上。调节阀在使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，这个运动叫轴向运动。在使用过程中，随着高温、高压和渗透性强的流体介质的影响，调节阀填料函也是发生泄漏现象较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏，对于纺织填料还会出现渗漏（压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏）。阀杆与填料间的界面泄漏是由于填料接触压力的逐渐衰减，填料自身老化等原因引起的，这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。

为了使填料装入方便，在填料函顶端倒角，在填料函底部放置耐冲蚀的间隙较小的金属保护环，注意该保护环与填料的接触面不能为斜面，以防止填料被介质压力推出。填料函与填料接触部分的表面要精加工，以提高表面光洁度，减小填料磨损。填料选用柔性石墨，因为它的气密性好、摩擦力小，长期使用变化小，磨损的烧损小，易于维修，且压盖螺栓重新拧紧后摩擦力不发生变化，耐压性和耐热性良好，不受内部介质的侵蚀，与阀杆和填料函内部接触的金属不发生点

蚀或腐蚀。这样，有效地保护了阀杆填料函的密封，保证了填料密封的可靠性，使用寿命也有很大地提高。

（3）阀芯、阀座变形泄漏

阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中的铸造或锻造缺陷可导致腐蚀的加强。而腐蚀介质的通过，流体介质的冲刷也会造成调节阀的泄漏。腐蚀主要以侵蚀或气蚀的形式存在。当腐蚀性介质在通过调节阀时，便会产生对阀芯、阀座材料的侵蚀和冲击，使阀芯、阀座成椭圆形或其他形状，随着时间的推移，导致阀芯、阀座不匹配，存在间隙，关不严而发生泄漏。

把好阀芯、阀座的材质选型关。选择耐腐蚀的材料，对存在麻点、沙眼等缺陷的产品要坚决剔除。若阀芯、阀座变形不太严重，可用细砂纸研磨，消除痕迹，提高密封光洁度，以提高密封性能。若损坏严重，则应重新更换新阀。

4震荡

调节阀的弹簧刚度不足，调节阀输出信号不稳定而急剧变动易引起调节阀振荡。还有所选阀的频率与系统频率相同或管道、基座剧烈振动，使调节阀随之振动。选型不当，调节阀工作在小开度存在着剧烈的流阻、流速、压力的变化，当超过阀的刚度，稳定性变差，严重时产生振荡。

由于产生振荡的原因是多方面的，要具体问题具体分析。对振动轻微的，可增加刚度来消除，如选用大刚度弹簧的调节阀，改用活塞执行结构等；管道、基座剧烈振动，可通过增加支撑消除振动干扰；

阀的频率与系统的频率相同时，更换不同结构的调节阀；工作在小开度造成的振荡，则是选型不当造成的，具体说是由于阀的流通能力C 值过大，必须重新选型，选择流通能力C值较小的或采用分程控制或采用子母阀以克服调节阀工作在小开度所产生的振荡。

5调节阀噪音大

当流体流经调节阀，如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象，使流体产生噪声。流通能力值选大了，必须重新选择流通能力值合适的调节阀，以克服调节阀工作在小开度而引起的噪音，下面介绍几种消除噪音的方法。

（1）消除共振噪音法

只有调节阀共振时，才有能量叠加而产生100多分贝的强烈噪音。有的表现为振动强烈，噪音不大，有的振动弱，而噪音却非常大；有的振动和噪音都较大。这种噪音产生一种单音调的声音，其频率一般为3000～7000赫兹。显然，消除共振，噪音自然随之消失。

（2）消除汽蚀噪音法

汽蚀是主要的流体动力噪音源。空化时，汽泡破裂产生高速冲击，使其局部产生强烈湍流，产生汽蚀噪音。这种噪音具有较宽的频率范围，产生格格声，与流体中含有砂石发出的声音相似。消除和减小汽蚀是消除和减小噪音的有效办法。

（3）使用厚壁管线法

采用厚壁管是声路处理办法之一。使用薄壁可使噪音增加5分贝，采用厚壁管可使噪音降低0～20分贝。同一管径壁越厚，同一壁

厚管径越大，降低噪音效果越好。如DN200管道，其壁厚分别为6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm时，可降低噪音分别为-3.5、-2（即增加）、0、3、6、8、11、13、14.5分贝。当然，壁越厚所付出的成本就越高。

（4）采用吸音材料法

这也是一种较常见、最有效的声路处理办法。可用吸音材料包住噪音源和阀后管线。必须指出，因噪音会经由流体流动而长距离传播，故吸音材料包到哪里，采用厚壁管至哪里，消除噪音的有效性就终止到哪里。这种办法适用于噪音不很高、管线不很长的情况，因为这是一种较费钱的办法。

（5）串联消音器法本法

适用于作为空气动力噪音的消音，它能够有效地消除流体内部的噪音和抑制传送到固体边界层的噪音级。对质量流量高或阀前后压降比高的地方，本法最有效而又经济。使用吸收型串联消音器可以大幅度降低噪音。但是，从经济上考虑，一般限于衰减到约25分贝。

（6）隔音箱法

使用隔音箱、房子和建筑物，把噪音源隔离在里面，使外部环境的噪音减小到人们可以接受的范围内。

（7）串联节流法

在调节阀的压力比高（△P/P1≥0.8）的场合，采用串联节流法，就是把总的压降分散在调节阀和阀后的固定节流元件上。如用扩散器、多孔限流板，这是减少噪音办法中最有效的。为了得到最佳的扩

散器效率，必须根据每件的安装情况来设计扩散器（实体的形状、尺寸），使阀门产生的噪音级和扩散器产生的噪音级相同。

（8）选用低噪音阀

低噪音阀根据流体通过阀芯、阀座的曲折流路（多孔道、多槽道）的逐步减速，以避免在流路里的任意一点产生超音速。有多种形式，多种结构的低噪音阀（有为专门系统设计的）供使用时选用。当噪音不是很大时，选用低噪音套筒阀，可降低噪音10～20分贝，这是最经济的低噪音阀。

阀门定位器故障

普通定位器采用机械式力平衡原理工作，即喷嘴挡板技术，主要存在以下故障类型：

（1）因采用机械式力平衡原理工作，其可动部件较多，易受温度、振动的影响，造成调节阀的波动；

（2）采用喷嘴挡板技术，由于喷嘴孔很小，易被灰尘或不干净的气源堵住，使定位器不能正常工作；

（3）采用力的平衡原理，弹簧的弹性系数在恶劣现场会发生改变，造成调节阀非线性导致控制质量下降。

（4）智能定位器由微处理器（CPU）、A/D、D/A转换器等

部件组成，其工作原理与普通定位器截然不同，给定值和实际值的比较纯是电动信号，不再是力平衡。因此能够克服常规定位器的力平衡的缺点。但在用于紧急停车场合时，如紧急切断阀、紧急放空阀等，这些阀门要求静止在某一位置，只有紧急情况出现时，才需要可靠地动作，长时间停留在某一位置，容易使电气转换器失控造成小信号不动作的危险情况。此外。用于阀门的位置传感电位器由于工作在现场，电阻值易发生变化造成小信号不动作、大信号全开的危险情况。因此，为了确保智能定位器的可靠性和可利用性，必须对它们进行频繁地测试。

电动调节阀的内部结构和工作原理 电动调节阀分为好多种，它们的名字也都不样：压力控制的叫电动调节阀，电动球阀啊、电动碟阀、智能调节阀，其实都是电动阀。电动阀可以粗略控制开度，实现原理就是在电机转动过程中停止。结构：由电动执行机构和调节阀连接组合后经过调试安装构成电动调节阀。工作电源：AC22V 380V等电压等级。 通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。 流量特性介绍：电动调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经电动调节阀的相对流量与它的开度之间关系。主要有：线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。 应用领域：电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。安装：电动调节阀最适宜安装为工作活塞上端在水平管线下部。温度传感器可安装在任何位置，整个长度必须浸入到被控介质中。 电动调节阀一般包括驱动器，接受驱动器信号（0-10V或4-20MA）来控制阀门进行调节，也可根据控制需要，组成智能化网络控制系统，优化控制实现远程监控。 类似产品：与电动调节阀功能相似的还有：自力式调节阀。 电动调节阀不需外加能源，通过调节设定点控制温度。当温度升高，阀门根据温度变化成比例的关闭。 电动调节阀包含一个控制阀和一个温控器（包含一个温度传感器、一个设定点调整器、一个毛细管和一个工作活塞），电动执行器依靠选择不同的温度状态应用。温度调节阀根据液体膨胀原理操作，如果在传感器上的温度升高，将使得液体填充物同时加热并膨胀，在工作活塞的作用下阀门关闭，此时将冷却介质。通过设定点键可以一步步调整，电动二通阀可以在标尺上读出。所有的温控器都配有一个超温安全保护设备。

一、课程导引——执行器的作用 在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。 执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等恶劣状态下，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。 为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环 节，必须给予足够的注意。 执行器根据驱动动力的不同，可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行器，本次课将结合实验装 置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。 二、产品知识——电动调节阀 的结构与工作原理（20分钟） 1、电动调节阀的基本结构 在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有 限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为 QSVP-16K ，图1是电动调节阀的典型外形，它由两 个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。 上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC 或4～20mADC 信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。 2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书） 执行机构采用了德国进口的PSL 电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量轻，功能强、操作方便，已广泛应用于工业控制。 其直线行程电动执行器主要是由相互隔离的电气部分和齿轮传动部分组成，电机作为连执 行 机 构调节阀图1 电动调节阀外形机构

维修人员标准培训教材 课程编号：MIC 气动调节阀原理和校验 （第0 版）

前言 本教材为仪表维修人员气动调节阀的标准培训教材，内容基本涵盖了一、二核气动调节阀几乎所有类型的E/P，定位器和相关设备工作原理和校验方法。通过系统的学习，对于全面提高仪表维修人员对气动控制阀门的故障分析、查找和处理会大有裨益。编写仓促，恐难免有误，请不吝指正。 2003年11月24日

目录 第 1 章概述 2 第 2 章RELAY、BOOSTER及减压阀原理 3 2.1压力放大器RELAY原理 3 2.2流量放大器BOOSTER原理 4 2.3过滤减压阀 5 第 3 章E/P转换器原理及校验7 3.1E/P转换器原理7 3.2FISHER E69F 7 3.3MASONEILAN 8008 9 3.4FISHER 546 10 第 4 章定位器原理及校验12 4.1FISHER 3582 12 4.2FISHER 3570 14 4.3MASONEILAN 7800/4600 16 4.4TZID智能定位器20 4.5RRI155VN定位器AMRI 25 4.6CEX025/026VL定位器VALTEK-BETA 27 4.7MASONEILAN 7400 31 4.8DVC5000 33 第1页/共34页

第一章，概述 调节阀是电站系统运行的最终执行者之一，对于系统安全、经济运行有着不可或缺的作用，可以说调节阀的运行品质直接影响到机组的效率和安全。2002年1月12日D1ARE032VL定位器RELAY的限流喷嘴元件一螺丝突然断裂、脱落，定位器输出压力完全对空，从而导致032VL阀门膜盒失压而关闭，2SG蒸发器水位低，最终由蒸发器水位低信号和汽水失配信号引发跳堆。当天，在处理完ARE032VL故障起机过程中，GCT121VV 定位器反馈连杆由于振动而导致断落，121VV全开，引发2SG水位高＋P7,反应堆再次跳堆。“112事件”深刻地说明调节阀门、特别是重要系统阀门对于系统安全运行有着直接地影响。 同样，调节阀影响系统效率的事例也枚不胜举，所以为确保核电站安全、经济的运行，我们必须做好气动控制阀门的维护和维修。气动控制阀门类型较多，特别是一核达7、8种之多。为了便于仪表检修人员系统的了解和深入掌握，从而提高检修能力。本文从原理入手，较详细地介绍了调节阀的控制原理。 第2页/共34页

电动调节阀工作原理 电动调节阀工作原理：压力控制的叫电动调节阀，电动球阀啊、电动碟阀、智能调节阀，其实都是电动阀扭距电动阀大调节形式上电动阀可以粗略控制开度实现原理就是在电机转动过程中停止。 结构：由电动执行机构和调节阀连接组合后经过调试安装构成电动调节阀。 工作电源：AC22V 380V等电压等级。 通过接收工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调节功能。 流量特性介绍：电动调节阀的流量特性，是在阀两端压差保持恒定的条件下，介质流经电动调节阀的相对流量与它的开度之间关系。主要有：线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。 应用领域：电力、化工、冶金、环保、水处理、轻工、建材等工业自动化系统领域。 安装：电动调节阀最适宜安装为工作活塞上端在水平管线下部。温度传感器可安装在任何位置，整个长度必须浸入到被控介质中。 电动调节阀一般包括驱动器，接受驱动器信号（0-10V或4-20MA）来控制阀门进行调节，也可根据控制需要，组成智能化网络控制系统，优化控制实现远程监控。 类似产品：与电动调节阀功能相似的还有：自力式调节阀。 电动调节阀不需外加能源，通过调节设定点控制温度。当温度升高，阀门根据温度变化成比例的关闭。 电动调节阀包含一个控制阀和一个温控器（包含一个温度传感器、一个设定点调整器、一个毛细管和一个工作活塞），电动执行器依靠选择不同的温度状态应用。温度调节阀根据液体膨胀原理操作，如果在传感器上的温度升高，将使得液体填充物同时加热并膨胀，在工作活塞的作用下阀门关闭，此时将冷却介质。通过设定点键可以一步步调整，电动二通阀可以在标尺上读出。所有的温控器都配有一个超温安全保护设备。

自力式调节阀是如何调节温度及流量和压力 自力式调节阀用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数。根据自动化系统中的控制信号，自动调节阀门的开度，从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。 一、自力式温度调节阀工作原理(加热型) 温度调节阀是根据液体的不可压缩和热胀冷缩原理进行工作的。加热用自力式温度调节阀，当被控对象温度低于设定温度时，温包内液体收缩，作用在执行器推杆上的力减小，阀芯部件在弹簧力的作用下使阀门打开，增加蒸汽和热油等加热介质的流量，使被控对象温度上升，直到被控对象温度到了设定值时，阀关闭，阀关闭后，被控对象温度下降，阀又打开，加热介质又进入热交换器，又使温度上升，这样使被控对象温度为恒定值。 阀开度大小与被控对象实际温度和设定温度的差值有关。 二、自力式温度调节阀工作原理(冷却型) 冷却用自力式温度调节阀工作原理可参照加热用自力式温度调节阀，只是当阀芯部件在执行器与弹簧力作用下打开和关闭与温关阀相反，阀体内通过冷介质，主要应用于冷却装置中的温度控制。 三、自力式流量调节阀工作原理

被控介质输入阀后，阀前压力P1通过控制管线输入下膜室，经节流阀节流后的压力Ps输入上膜室，P1与Ps的差即△Ps=P1-Ps称为有效压力。P1作用在膜片上产生的推力与Ps作用在膜片上产生的推力差与弹簧反力相平衡确定了阀芯与阀座的相对位置，从而确定了流经阀的流量。 当流经阀的流量增加时，即△Ps增加，结果P1、Ps分别作用在下、上膜室，使阀芯向阀座方向移动，从而改变了阀芯与阀座之间的流通面积，使Ps增加，增加后的Ps作用在膜片上的推力加上弹簧反力与P1作用在膜片上的推力在新的位置产生平衡达到控制流量的目的。 相关链接：https://www.wendangku.net/doc/e018028609.html,/product/fmtjf/index.shtml

课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。 一、课程导引——执行器的作用 在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。 执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环节，必须给予足够的注意。 执行器根据驱动动力的不同，可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行器，本次课将结合实验装 置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。 二、产品知识——电动调节阀 的结构与工作原理（20分钟） 1、电动调节阀的基本结构 在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有 限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为 QSVP-16K ，图1是电动调节阀的典型外形，它由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。 上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC 或 4～20mADC 信号，并将其转换成相应的直线位移， 推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。 2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书） 执行机构采用了德国进口的PSL 电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量执 行 机 构调节阀图1 电动调节阀外形机构

电动阀门控制原理图 对话世界能源巨头让中国每年省出13个核电站 “未来２５年，全球能源需求增加的部分中将有近１／４来自于中国。而能效水平低于工业发达国家近２０％状况，无疑使中国能源紧张的形势更加严峻。” “意法半导体营造了一个主动的可获益的大环境，数以百计的节能措施被建议并付诸实施，相关的节能投入每年平均为２５００万美元。” 电子产品的发展给人类生活带来越来越多便利与美好体验的同时，一些弊端也随之而生，电子垃圾、环境污染、能源消耗速度过快等种种问题开始困扰人们。于是，全球对环保与节能的关注达到了前所未有的高度，如何应对环保指令、开发新的节能产品、充分利用能源逐渐成为一个越来越热门的话题。随着２００８年奥运会的临近，中国政府也把环保节能提上日程。节约能源，越来越成为我们时刻关注的大事。为此，本报记者采访了意法半导体公司副总裁兼大中国区总裁柯明远，希望对该公司电子产品的能耗管理经验深入了解，并分析当今的能源管理市场及趋势。 蝶阀>>电动蝶阀>>电动硬密封蝶阀

球阀>>塑料球阀>>电动塑料球阀

产品详细信息 电动塑料球阀特性: 工作温度:0℃至+60℃ 工作压力：见图 流体范围:食品工业、石化和与聚氯乙烯相匹配的各种流体。 连接:内螺纹DIN/ISO228/1;焊接ISO727UNI7442/75 电动塑料球阀材料: 1)轴Shaft 聚氯乙烯PVC 2)O环O-Ring 三元乙丙橡胶EPDM 3)环型螺母Ringnut 聚氯乙烯PVC 4)阀体Body 聚氯乙烯PVC 5)端口End 聚氯乙烯PVC 6)O环O-Ring 三元乙丙橡胶EPDM 7)球体密封Ballsealing 8)球体Ball 聚氯乙烯PVC 9)O环O-Ring 三元乙丙橡胶EPDM 10)球体密封支架Ballsealingsupport 聚氯乙烯PVC 11)环Ring 聚氯乙烯PVC 电动塑料球阀尺寸表 "螺纹"订货号M61116 F03 M61116 F04 M61116 F05 M61116 F06 M61116 F07 M61116 F08 M61116 F09 M61116F 10 “焊接”订货号M61316 F83 M61316 F84 M61316 F85 M61316 F86 M61316 F87 M61316 F88 M61316 F89 M61316F 90 DN mm. 10 15 20 25 32 40 50 65 内螺纹尺寸mm. 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1"1/4 1"1/2 2" 2"1/2 焊接管mm. 16 20 25 32 40 50 63 75 通径mm. 10 15 20 25 32 40 50 65 A mm. 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 B mm. 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5 122,5

气动调节阀控制部件检修注意事项、工作原理和校验 前言 本讲义主要介绍气动调节阀控制部件检修过程中注意事项、主要部件的工作原理和阀门定位器的校验方法。重点介绍了力平衡式E/P工作原理、力平衡式定位器工作原理、智能定位器工作原理、减压阀工作原理、气动继动器（流量放大器）的工作原理、锁气器工作原理、控制阀的三断保护原理和实际运用、介绍了FISHER 3582定位器和西门子智能定位器调整及气动执行机构常见故障及产生的原因。 本讲义用于仪控专业气动执行机构调整及工作负责人的理论培训，整个培训约需40小时。 由于本人水平所限，讲义中不免有谬误之处，欢迎广大同仁批评指正，同时欢迎补充未完整的内容，以利提高培训质量。 编者 2012-1-30 目录 第一章检修注意事项（以FISHER 3582定位器为例） 第一节开工前的检查和准备工作 第二节拆前记录注意事项 第三节控制部件回装注意事项 第四节校前检查、阀门校验注意事项 第二章气动调节阀仪控部件工作原理 第一节气动调节阀介绍 第二节气动执行机构及其控制装置功能 第三节气动执行机构控制装置工作原理 第三章气动执行机构的调整 第一节校验前的准备工作 第二节气动调节阀的调整和检验 第四章气动执行机构常见故障及产生的原因 第一节调节阀不动作 第二节调节阀的动作不稳定 第三节调节阀振荡

第四节调节阀的动作迟钝 第五节调节阀的泄漏量增大 第一章检修注意事项（以FISHER 3582定位器为例） 第一节开工前的检查和准备工作 开工前，需对检修文件包的工作内容进行检查，熟悉检修工序，不明白或有异议的内容要同文件准备人员进行沟通，并核实备品备件的到货情况。 到检修现场熟悉检修设备和作业环境，检查是否存在高空作业、照明不足及作业区是否需要铺垫，做到心中有数，及早准备。 开工前工准备好工器具，核实是否需要专用工具和专用仪器，专用仪器不要同其他工具混放在一起，注意检查标准仪器的有效期和精度是否符合要求。 工作票领取后，开好工前会，明确监护人，验证安全措施（如停气、停电、联锁保护解除、气源和电源有检修负责人自理等）；为防止走出间隔，要进行设备“三一致”检查核对，即工作票上的设备名称（设备编码）、检修文件包上的设备名称（设备编码）和就地需检修设备上的设备名称（设备编码）相一致。联系QC将文件包签点释放，准许开工。 作业区的布置，有条件时可用黄-黑警示带或警示围栏根据现场具体情况围成适当的作业区，工具和仪器的摆放要整齐。根据仪控专业的检修特点，因点多面广，建议工具和仪器摆放在1.5平方米以上的塑料布上，便于收拾转移工作点。在花格栅上作业时，铺垫面积要适当增大，阀门作业区下方也必须铺垫和围堵，防止工具和设备部件坠落。照明不足时要考虑辅助照明。高空作业时，设备下方要用安全网围兜，安全网设置要规范。 第二节拆前记录注意事项 一、设备拆前值检查 拆前要对阀门的性能进行检查，记录阀门的启动电流（气压）、阀门的关闭电流（气压）、阀门行程、全行程开时间、全行程关时间快开、快关时间）。拆前记录若有QC签点，需提前通知QC到场。 若机械检修阀门，需仪控拆除阀门控制部件，仪控工作负责人需和机械工作负责人沟通，确定拆除范围。 二、做好拆前记录。 1、做好现场管线记录，以保证能正确回装。 2、做好定位器初始位置记录，如正反作用、底板安装孔、摆臂位置。 3、做好拆线记录，如EP、阀位反馈线电缆编号和颜色等。 三、检查损坏设备 检查供气隔离阀、气源压力表、电磁阀、限位开关有无损坏，若有则通知QC,填

1.电动阀即电磁阀，就是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。 电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。 电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。(中华泵阀网) 一：适用性 管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下，大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。

注意流量孔径和接管口径；电磁阀一般只有开关两位控制；条件允许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。注意环境温度对电磁阀的影响电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许±10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。 二、可靠性 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。 寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。 动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。 三、安全性 一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。 电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。 有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。 爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。 四、经济性

调节阀执行机构的工作原理与分类研究 摘要:调节阀是物料或能量供给系统中不可缺少的重要组成部分,而执行机构是调节阀的关键组成部件。针对执行机构对调节阀工作性能的影响,分析了调节阀的执行机构类型，讨论了不同类型执行机构的组成、工作原理和特点，在此基础上对不同类型的执行机构适用范围进行了探讨，为调节阀的选择提供指导作用。 1引言 调节阀广泛应用于火力发电、核电、化工等流体控制场合，是工业生产过程最常用的终端控制元件。执行机构和调节阀门是组成调节阀的两大部件，执行机构根据控制信号驱动调节阀门,对通过的流体进行调节，从而改变操纵变量的数值[1～2］。作为调节阀的驱动部分，执行机构在很大程度上影响着调节阀的工作性能。本文讨论了调节阀的执行机构，并对各种类型执行机构的性能特点进行了分析。 2调节阀执行机构 按操作能源的不同,调节阀执行机构可分为气动执行机构、电动执行机构和电液执行机构。 2.1气动执行机构 气动薄膜执行机构是最常用的气动执行机构[3］,工作原理如图１所示。将2０～10０kPa的标准气压信号P通入薄膜气室中，在薄膜上便产生一个向下的推力，驱动阀杆部件向下移动，调节阀门打开。与此同时，弹簧被压缩，对薄膜产生一个向上的反作用力。当弹簧的反作用力与气压信号在薄膜产生的推力相等时，阀杆部件停止运动。信号压力越大，在薄膜上产生的推力就越大，弹簧压缩量即调节阀门的开度也就越大。

气动薄膜调节阀 将与执行阀杆刚性连接的调节阀运动部件视为一典型的质量－弹簧-阻尼环节,系统运动受力模型如图2所示。系统在运动过程满足以下方程： 方程式（１) 式中:m为与执行阀杆刚性连接的运动部件总质量;x为阀杆位移;ｃ为阻尼系数;ｆ为摩擦力；Fｓ为信号压力在薄膜上产生的推力；G为运动部件总重力;F ｔ为调节阀所控流体在阀芯上的压力差产生的不平衡力；k为弹簧刚度系数。当阀杆由下往上运动时，式(１)等号左端各项符号变负。

气动保位阀得工作原理？ 当压缩气源发生故障停止供气时，利用气动保位阀切断阀门控制通道,使阀门位置保持断气前得位置。以保证工艺过程得正常进行,直到系统中事故消除重新供气后气动保位阀才打开通道,恢复正常时得控制。气动保位阀动作压力就是可调节得,通常调节在0、１ＭPa左右。 1、气动调节阀动作分气开型与气关型?气动调节阀动作分气开型与气关型两种。气开型(Air tｏ Opｅn) 就是当膜头上空气压力增加时,阀门向增加开度方向动作,当达到输入气压上限时,阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时,阀门向关闭方向动作,在没有输入空气时,阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fａｉｌ to Clｏsｅ FC）。气关型（Air tｏ Cｌoｓe)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Faiｌ to Open F Ｏ）。气动调节阀得气开或气关,通常就是通过执行机构得正反作用与阀态结构得不同组装方式实现。 气开气关得选择就是根据工艺生产得安全角度出发来考虑。当气源切断时,调节阀就是处于关闭位置安全还就是开启位置安全?举例来说,一个加热炉得燃烧控制,调节阀安装在燃料气管道上,根据炉膛得温度或被加热物料在加热炉出口得温度来控制燃料得供应。这时,宜选用气开阀更安全些,因为一旦气源停止供给,阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开,会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却得得换热设备,热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却,调节阀安装在冷却水管上，用换热后得物料温度来控制冷却水量，在气源中断时,调节阀应处于开启位置更安全些,宜选用气关式(即FO）调节阀。 气开式改变为气关式或气关式改变为气开式，如调节阀安装有智能式阀门定位器,在现场可以很容易进行互相切换。 但也有一些场合,故障时不希望阀门处于全开或全关位置,操作不允许,而就是希望故障时保持在断气前得原有位置处。这时,可采取一些其它措施,如采用保位阀或设置事故专用空气储缸等设施来确保。? 2、阀门定位器? 阀门定位器就是调节阀得主要附件,与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器

气动调节阀工作原理 已有76 次阅读2011-01-27 09:04标签: 气动调节阀电磁阀转换器动力源 气动调节阀 气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动执行机构、阀门、**等连接安装调试后形成气动调节阀。 气动调节阀工作原理气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门**、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 结构分类根据阀门动作方式可基本分为：直行程（薄膜调节阀、直行程气缸）和角行程（拨叉式、齿轮齿条式）两种方式。 维修检查气动调节阀准确正常地工作对保证工艺装置的正常运行和安全生产有着十分重要的意义。因此加强气动调节阀的维修是必要的。 一、检修时的重点检查部位 检查间体内壁：在高压差和有腐蚀性介质的场合，阀体内壁、隔膜阀的隔膜经常受到介质的冲击和腐蚀，必须重点检查耐压耐腐情况； 检查阀座：因工作时介质渗入，固定阀座用的螺纹内表面易受腐蚀而使阀座松弛； 检查阀芯：阀芯是调节阀的可动部件之一，受介质的冲蚀较为严重，检修时要认真检查阀芯各部是否被腐蚀、磨损，特别是在高压差的情况下，阀芯的磨损因空化引起的汽蚀现象更为严重。损坏严重的阀芯应予更换；检查密封填料：检查盘根石棉绳是否干燥，如采用聚四氟乙烯填料，应注意检查是否老化和其配合面是否损坏； 检查执行机构中的橡胶薄膜是否老化，是否有龟裂现象。 二、气动用调节阀的日常维护 当调节阀采用石墨一石棉为填料时，大约三个月应在填料上添加一次润滑油，以保证调节阀灵活好用。如发现填料压帽压得很低，则应补充填料，如发现聚四氟乙燥填料硬化，则应及时更换；应在巡回检查中注意调节阀的运行情况，检查阀位指示器和调节器输出是否吻合；对有**的调节阀要经常检查气源，发现问题及时处理；应经常保持调节阀的卫生以及各部件完整好用。 三、常见故障及产生的原因 （一）调节阀不动作。故障现象及原因如下： 1．无信号、无气源。①气源未开，②由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器减压阀堵塞失灵，③压缩机故障；④气源总管泄漏。 2．有气源，无信号。①调节器故障；③**波纹管漏气；④调节网膜片损坏。 3．**无气源。①过滤器堵塞；②减压阀故障I③管道泄漏或堵塞。 4．**有气源，无输出。**的节流孔堵塞。

气动调节阀校验规程 1计量特性 1.1准确度等级：0.5级 1.2气源：最小压力0.1MPa，最大压力1MPa 2校准条件 2.1环境条件：一般温度（-20～90）℃，相对湿度≤90%RH；或满足使用说明书的要求。 2.2可供选择的标准器以及配套设备如下： a.数字多用表/校验仪不低于0.1级； 一般指具有直流标准电流、标准电压、毫伏输出和测量功能的数字多用表。 b.1.3精密电流表； c.1.4电流信号发生器； d. 0.1级数字压力计 e．气动定值器一台； 3校准项目以及方法 3.1外观检查 a.仪表外形结构完好，铭牌标志齐全。 b.仪表内部电子器件无松动，插接板连接牢靠。

3.2校准程序 a.接线：按说明书正确接线，接通气源调整定值器。 b.在满量程范围内均选5个校准点，应包括上、下限在内。 c.校准方法 在正、反向的校准过程中，在被校点附近时应控制输入电量值缓慢增加或减少，在信号切换时，读取标准器示值即为输入值。 4校准结果的表达 4.1 误差计算 允许误差＝±（仪表输出上限－仪表输出下限）×准确度等级/100 仪表的误差=示值-理论显示值 仪表的回差=|上行程示值-下行程示值| 仪表的回差≤│允许误差│ 4.2 仪表校准时，先不进行调整，进行初校并记录有关数据。如初校不合格，进行调整直至校准合格后，再次记录有关数据。 4.3 在读取标准值、被检值及误差计算过程中，小数点后保留的位数应以舍入误差小于仪表允许误差的1/10为限。判定仪表是否合格应以舍入以后的数据为准。 5校准间隔 5.1一般A类校准间隔不超过12个月，B、C类校准间隔不超过24个月；

工作原理 1、自力式压力调节阀工作原理（阀后压力控制）（如图1） 工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。P2经过控制管线输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀后压力。当阀后压力P2增加时，P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减少，流阻变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用方向与上述相反，这就是自力式（阀后）压力调节阀的工作原理。 2、自力式压力调节阀工作原理（阀前压力控制）（如图2） 工作介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。同时P1经过控制管线输入到执行器的上膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀前压力。当阀后压力P1增加时，P1作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯向离开阀座的方向移动，直到顶盘的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减大，流阻变小，从而使P1降为设定值。同理，当阀后压力P1降低时，作用方向与上述相反，这就是自力式（阀前）压力调节阀的工作原理。

3、自力式温度调节阀工作原理（加热型）（如图3） 温度调节阀是根据液体的不可压缩和热胀冷缩原理进行工作的。 加热用自力式温度调节阀，当被控对象温度低于设定温度时，温包内液体收缩，作用在执行器推杆上的力减小，阀芯部件在弹簧力的作用下使阀门打开，增加蒸汽和热油等加热介质的流量，使被控对象温度上升，直到被控对象温度到了设定值时，阀关闭，阀关闭后，被控对象温度下降，阀又打开，加热介质又进入热交换器，又使温度上升，这样使被控对象温度为恒定值。阀开度大小与被控对象实际温度和设定温度的差值有关。 4、自力式温度调节阀工作原理（冷却型）（如图4） 冷却用自力式温度调节阀工作原理可参照加热用自力式温度调节阀，只是当阀芯部件在执行器与弹簧力作用下打开和关闭与温关阀相反，阀体内通过冷介质，主要应用于冷却装置中的温度控制。

气动调节阀知识 气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 ◆◆◆ 气动调节阀工作原理(图)

气动调节阀通常由气动执行机构和调节阀连接安装调试组成，气动执行机构可分为单作用式和双作用式两种，单作用执行器内有复位弹簧，而双作用执行器内没有复位弹簧。其中单作用执行器，可在失去起源或突然故障时，自动归位到阀门初始所设置的开启或关闭状态。 气动调节阀根据动作形式分气开型和气关型两种，即所谓的常开型和常闭型，气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。 ◆◆◆ 气动调节阀作用方式： 气开型（常闭型）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。顾通常我们称气开型调节阀为故障关闭型阀门。 气关型（常开型）动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。顾通常我们称气关型调节阀为故障开启型阀门。

气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全。 举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)调节阀。 ◆◆◆ 阀门定位器 阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电-气阀门定位器和智能式阀门定位器。

电动调节阀的结构与工作原理

课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。 、课程导引一一执行器的作用 在过程控制系统中，执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。 执行器常常工作在咼温、咼压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。 为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各 个环节，必须给予足够的注 意、。 执行器根据驱动动力的 不同，可划分为气动执行 器、液动执行器和电动执行 器，本次课将结合实验装置 所用的智能电动调节阀使用 知识进行介绍。

分钟） 1、电动调节阀的基本结构 在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为QSVP-16K，图1是电动调节阀的典型外形，它由两个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）咅部分组成。上咅部是执行机构，接受调节器输出的0?10mADC或4?20mADC信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下咅帕勺调节〔阀动作，直接调节流体的流量。各类电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。 2、电动执行机构的基本结构（部分摘自上海万迅仪表产品说明书） 执行机构采用了德国进口的PSL电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量轻，功能强、操作方便，已广泛应用于工业控制。 电气其分和齿轮动执行器主要是由相互隔离的 动部分组成，电机作为连接两个隔离部分的中间部件。 电机按控制要求输出转矩，通过多级正齿轮传递到梯形丝杆上，梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。因此梯形螺杆通过自锁的输 显示器 控制器 伺服电机 功率驱动 行程标尺支架 传动部分 壳体输出轴

气动调节阀工作原理图文详解（附图） 气动调节阀工作原理简单地说是通过压缩空气实现的，在实际应用中，了解气动调节阀工作原理有很大的意义。下面，世界工厂泵阀网综合运用图文为大家详细介绍气动调节阀工作原理。 气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动执行机构、阀门、定位器等连接安装调试后形成气动调节阀。 气动调节阀工作原理 气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型(Air to Open) 是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。 故有时气开型阀门又称故障关闭型(Fail to Close FC)。气关型(Air to Close)动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作;空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型(Fail to Open FO)。气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。 气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全? 举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。 如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式(即FO)调节阀。 阀门定位器

关于自力式调节阀的说明 自力式调节阀又称自力式控制阀，是由阀体、阀座、阀芯、平衡弹簧等部件组成，是一种无需外加能源，利用被调节介质自身压力变化来进行自动调节的阀门，是根据力学原理将被控介质引入执行机构产生力作用推动，控制阀芯元件上下位移达到自动调节，使阀前(或阀后)压力稳定的节能型产品。例如，如果管道中压力升高，那么阀门输出端反馈信号通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣使阀门开度变小，从而降低压力使其维持到恒定值，如果管道中压力降低，那么阀门输出端反馈信号通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣使阀门开度变大，从而升高压力使其维持到恒定值。自力式调节阀是一种新的调节阀种类，功能原理与一般的调节阀相同，主要区别在于无需外界提供动力和不接受外来仪表控制信号。自力式调节阀按照功能和结构可分为压力自力式调节阀、差压自力式调节阀、温度自力式调节阀、液位自力式调节阀及流量自力式调节阀。该产品最大的特点是能在无电、无气的场所工作，压力设定值在运行中可随意调整。采用快开流量特性，动作灵敏、密封性能好，广泛应用于石油、化工等行业工业设备中气体、液体、蒸汽等介质的自动控制。 自力式调节阀与减压阀的主要区别： 1. 工作目的是不一样的，自力式调节阀重在调节，减压阀是单纯的减压； 2. 减压阀是可以主观进行压力调节，如果阀前压力波动大，调节需

比较频繁。而自力式调节阀是根据一个设定的、客观的数值自动进行动作的，调节后的压力可以是恒定的； 3. 减压阀需要手动调节压差，如果阀前压力变化，阀后压力也是变化的，不能自动调节到固定的压力。而自力式调节阀可以自动地做到背压稳定或者阀前压力稳定； 4. 自力式调节阀的主要目的是维持压力稳定，而减压阀主要作用是将压力降至一定数值之下； 5. 减压阀调节范围更广，而自力式调节阀则只能将压力调节到恒定值； 6. 减压阀调节精度更高，一般为0.5，而自力式调节阀的调节精度一般为8%-10%； 7. 自力式调节阀可以控制压力、差压、温度、液位、流量等，而减压阀功能比较单一，一般只起减压作用； 8. 自力式调节阀既可以调节阀前压力稳定，也可以调节阀后压力稳定，而减压阀只能调节阀后压力，起到减压作用； 9. 应用行业不同，自力式调节阀广泛应用于石油、化工等行业，减压阀主要应用于给水系统、消防系统、采暖系统、中央空调系统等。

阀门定位器的工作原理与结构 阀门定位器是气动调节阀的关键附件之一，其作用是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号。它具有阀门定位功能，既克服阀杆摩擦力，又可以克服因介质压力变化而引起的不平衡力，从而能够使阀门快速的跟随，并对应于调节器输出的控制信号，实现调节阀快速定位，提升其调节品质。随着智能仪表技术的发展，微电子技术广泛应用在传统仪表中，大大提高了仪表的功能与性能。 阀门定位器(图1) 阀门定位器的原理：反馈杆反馈阀门的开度位置发生变化，当输入信号产生的电磁力矩与定位器的反馈系统产生的力矩相等，定位器力平衡系统处于平衡状态，定位器处于稳定状态，此时输入信号与阀位成对应比例关系。当输入信号变化或介质流体作用力等发生变化时，力平衡系统的平衡状态被打破，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，由于喷嘴和挡板作用，使定位器气源输出压力发生变化，执行机构气室压力的变化推动执行机构运动，使阀杆定位到新位置，重新与输入信号相对应，达到新的平衡状态。在使用中改变定位器的反馈杆的结构(如凸轮曲线)，可以改变调节阀的正、反作用，流量特性等，实现对调节阀性能的提升。 智能阀门定位器结构如下图所示，其中虚线内为定位器部分，右侧为气动执行机构。控制和驱动电路，以及位置反馈传感器的数据采集电路，均位于定位器内的电路板中。控制

电路主要完成控制信号和位置反馈信号的数据采集与处理工作，同时形成稳定输出电压。驱动电路用于PWM电流滤波后的功率放大。喷嘴挡板、喷嘴以及相应组件构成了I/P转换器，实现电气转换。调节喷嘴挡板和喷嘴的间距，通过气体放大器，完成对输出气体的调节。反馈杆和位置反馈传感器，完成气动执行机构位移的检测，并组成完整的闭环控制系统。 智能阀门定位器结构图(图2)

自力式调节阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表。这种自力式调节阀都利用阀输出端的反馈信号（压力、压差、温度）通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣改变阀门的开度，达到调节压力、流量、温度的目的。这种调节阀又分为直接作用式和间接作用式两种。 自力式流量调节阀从结构上说，是一个双阀组合，即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成。手动调节阀组的作用是设定流量，自动平衡阀组的作用是维持流量恒定。 蒸汽调节阀对于手动调节阀组来说，流量G=P2-P3式中Kv为手动调节阀阀口的流量系数，P2-P3为手动调节阀阀口两侧的压差。Kv的大小取决于开度，开度固定，Kv即为常数，那么只要P2-P3不变，则流量G不变。而P2-P3的恒定是由自动平衡阀组控制的。比如进出口压差P1-P3增大，则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小，使P1-P2增大，从而维持P2-P3的恒定；反之P1-P3减小，则自动平衡阀组开大，使P1-P2减小，维持P2-P3的恒定。手动调节阀组的每一个开度对应一个流量，开度和流量的关系由试验台试验标定，并配有开度的显示和锁定装置。 自力式流量控制阀的作用是在阀的进出口压差变化的情况下，维持通过阀门的流量恒定，从而维持与之串联的被控对象（如一个环路，一个用户，一台设备等，下同）的流量恒定，自力式流量控制阀的名称较多，如自力式流量平衡阀，定流量阀，自平衡阀，动态流量平衡阀等，各种类型的自力式流量控制阀，结构各有相异，但工作原理相似。 电动调节阀自力工流量控制阀是一个新的调节阀种类，相对于手动调节阀，它的优点是能够自动调节；相对于电动调节阀，它的优点是不需要外部动力，应用实践证明，在闭式水循环系统（如热水供暖系统，空调冷冻系统）中，正确使用这种阀门，可以很方便地实现系统的流量分配；可以实现系统的动态平衡；可以大大简化系统的调试工作；可以稳定泵的工作状态等。因此，自力式调节阀在供热空调工程中有着广阔的应用前景。 自力式流量控制阀安装调试： 1、介质流动方向应与阀体的流向箭头一致； 2、安装后根据与其串联管路的需求设定流量； 3、检查阀门两端的压差是否在工作压差范围； 4、尽可能避免阀门在最小流量状态下工作； 5、弹簧罩上没有排污螺钉，应定期排污。气动调节阀 上海沪禹泵阀设备有限公司，位于上海市金山工业区亭枫公路3976号，是一家致力于科研、生产、销售、服务于一体的专业生产企业，现有职工89人，工程技术人员6人，其中搞中技术人员2人。公司自创建以来一贯坚持以质量求生存，以信誉求发展的经营理念，科学、进取、务实、创新的企业文化，贯彻质量就是企业的生命的原则，制定了严格的质量措施，以强大的品质保证，为市场提供搞品质产品。公司主导产品有：气动调节阀、电动调节阀、气动阀门、电动阀门、球阀、蝶阀、电磁阀、过滤器、截止阀、止回阀、闸阀等十三个系列300多个品种，产品广泛应用于石油、化工、制药、轻工、食品、环保、造纸等行业，优质的质量赢得了客户的一致好评和信赖。