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        電動調節閥工作原理

        在工業自動化遠程控制系統中,電動調節閥執行器接受調節器的指令信號,經執行機構將其轉換成相應的角位移或直線位移,去操縱調節機構,改變被控對象進、出的能量或物料,以實現過程的自動控制。在任何自動控制系統中,執行器是必不可少的組成部分。如果把傳感器比擬成控制系統的感覺器官,調節器就是控制系統的大腦,而執行器則可以比擬為干具體工作的手。  執行器常常工作在高溫、高壓、深冷、強腐蝕、高粘度、易結晶、閃蒸、汽蝕、高壓差等狀態下,使用條件惡劣,因此,它是整個控制系統的薄弱環節。如果執行器選擇或使用不當,往往會給生產過程自動化帶來困難。在許多場合下,會導致控制系統的控制質量下降、調節失靈,甚至因介質的易燃、易爆、有毒而造成嚴重的事故。為此,對于執行器的正確選用和安裝、維修等各個環節,必須給予足夠的注意。  執行器根據驅動動力的不同,可劃分為氣動執行器、液動執行器和電動執行器,本次課將結合實驗裝置所用的智能電動調節閥使用知識進行介紹。
        電動調節閥 的結構與工作原理(20分鐘)  
        1、電動調節閥的基本結構  在THJ-2的實驗裝置上,配置了上海萬迅儀表有限公司生產的智能型電動調節閥,其型號為 QSVP-16K,圖1是電動調節閥的典型外形,它由兩 個可拆分的執行機構和調節閥(調節機構)部分組成。上部是執行機構,接受調節器輸出的0~10mADC或4~20mADC信號,并將其轉換成相應的直線位移,推動下部的調節閥動作,直接調節流體的流量。各類 電動調節閥的執行機構基本相同,但調節閥(調節機構)的結構因使用條件的不同類型很多,最常用的是直通單閥座和直通雙閥座兩種。  2、電動執行機構的基本結構(部分摘自浙江秦工閥門產品說明書)  執行機構采用了德國進口的PSL電子式一體化的電動執行機構,該產品體積小、重量輕、功能強、操作方便,已廣泛應用于工業控制。  
         
        圖1  電動調節閥外形機構  
        其直行程電動執行器主要是由相互隔離的電氣部分和齒輪傳動部分組成,電機作為連接兩個隔離部分的中間部件。電機按控制要求輸出轉矩,通過多級正齒輪傳遞到梯形絲桿上,梯形絲桿通過螺紋變換轉矩為推力。因此梯形螺桿通過自鎖的輸出軸將直線行程傳遞到閥桿。執行機構輸出軸帶有一個防止傳動的止轉環,輸出軸的徑向鎖定裝置也可以做動位置指示器。輸出軸止動環上連有一個旗桿,旗桿隨輸出軸同步運行,通過與旗桿連接的齒條板將輸出軸位移轉換成電信號,提供給智能控制板作為比較信號和閥位反饋輸出。同時執行機構的行程也可由齒條板上的兩個主限位開關開限制,并由兩機械限位保護。
         
        圖2 智能電動執行機構
        3、執行機構工作原理  電動執行機構是以電動機為驅動源、以直流電流為控制及反饋信號, 原理方塊圖如圖3所示。當控制器的輸入端有一個信號輸入時,此信號與位置信號進行比較,當兩個信號的偏差值大于規定的死區時,控制器產生功率輸出,驅動伺服電動機轉動使減速器的輸出軸朝減小這一偏差的方向轉動,直到偏差小于死區為止。此時輸出軸就穩定在與輸入信號相對應的位置上。
         
        圖3  電動執行機構工作原理
        4、控制器結構
        控制器由主控電路板、傳感器、帶LED 操作按鍵、分相電容、接線端子等組成。智能伺服放大器以專用單片微處理器為基礎,
        通過輸入回路把模擬信號、閥位電阻信號轉換成數字信號,微處理器根據采樣結果通過人工智能控制軟件后,顯示結果及輸出控制信號。
         
         
         
        5、調節閥的基本結構  調節閥與工藝管道中被調介質直接接觸,閥芯在閥體內運動,改變閥芯與閥座之間的流通面積,即改變閥門的阻力系數就可以對工藝參數進行調節。  圖4、圖5給出直通單閥座和直通雙閥座的典型結構,它由上閥蓋(或高溫上閥蓋)、閥體、下閥蓋、閥芯與閥桿組成的閥芯部件、閥座、填料、壓板等組成。

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