電動(dòng)調節閥工作原理

在工業(yè)自動(dòng)化遠程控制系統中，電動(dòng)調節閥執行器接受調節器的指令信號，經(jīng)執行機構將其轉換成相應的角位移或直線(xiàn)位移，去操縱調節機構，改變被控對象進(jìn)、出的能量或物料，以實(shí)現過(guò)程的自動(dòng)控制。在任何自動(dòng)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(jué)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(tài)下，使用條件惡劣，因此，它是整個(gè)控制系統的薄弱環(huán)節。如果執行器選擇或使用不當，往往會(huì )給生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化帶來(lái)困難。在許多場(chǎng)合下，會(huì )導致控制系統的控制質(zhì)量下降、調節失靈，甚至因介質(zhì)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(gè)環(huán)節，必須給予足夠的注意。  執行器根據驅動(dòng)動(dòng)力的不同，可劃分為氣動(dòng)執行器、液動(dòng)執行器和電動(dòng)執行器，本次課將結合實(shí)驗裝置所用的智能電動(dòng)調節閥使用知識進(jìn)行介紹。
電動(dòng)調節閥 的結構與工作原理（20分鐘）  
1、電動(dòng)調節閥的基本結構  在THJ-2的實(shí)驗裝置上，配置了上海萬(wàn)迅儀表有限公司生產(chǎn)的智能型電動(dòng)調節閥，其型號為 QSVP-16K，圖1是電動(dòng)調節閥的典型外形，它由兩 個(gè)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(xiàn)位移，推動(dòng)下部的調節閥動(dòng)作，直接調節流體的流量。各類(lèi) 電動(dòng)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(lèi)型很多，最常用的是直通單閥座和直通雙閥座兩種。  2、電動(dòng)執行機構的基本結構（部分摘自浙江秦工閥門(mén)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)）  執行機構采用了德國進(jìn)口的PSL電子式一體化的電動(dòng)執行機構，該產(chǎn)品體積小、重量輕、功能強、操作方便，已廣泛應用于工業(yè)控制。  
 
圖1  電動(dòng)調節閥外形機構  
其直行程電動(dòng)執行器主要是由相互隔離的電氣部分和齒輪傳動(dòng)部分組成，電機作為連接兩個(gè)隔離部分的中間部件。電機按控制要求輸出轉矩，通過(guò)多級正齒輪傳遞到梯形絲桿上，梯形絲桿通過(guò)螺紋變換轉矩為推力。因此梯形螺桿通過(guò)自鎖的輸出軸將直線(xiàn)行程傳遞到閥桿。執行機構輸出軸帶有一個(gè)防止傳動(dòng)的止轉環(huán)，輸出軸的徑向鎖定裝置也可以做動(dòng)位置指示器。輸出軸止動(dòng)環(huán)上連有一個(gè)旗桿，旗桿隨輸出軸同步運行，通過(guò)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(shí)執行機構的行程也可由齒條板上的兩個(gè)主限位開(kāi)關(guān)開(kāi)限制，并由兩機械限位保護。
 
圖2 智能電動(dòng)執行機構
3、執行機構工作原理  電動(dòng)執行機構是以電動(dòng)機為驅動(dòng)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(gè)信號輸入時(shí)，此信號與位置信號進(jìn)行比較，當兩個(gè)信號的偏差值大于規定的死區時(shí)，控制器產(chǎn)生功率輸出，驅動(dòng)伺服電動(dòng)機轉動(dòng)使減速器的輸出軸朝減小這一偏差的方向轉動(dòng)，直到偏差小于死區為止。此時(shí)輸出軸就穩定在與輸入信號相對應的位置上。
 
圖3  電動(dòng)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(xiàn)端子等組成。智能伺服放大器以專(zhuān)用單片微處理器為基礎，
通過(guò)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(guò)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(zhì)直接接觸，閥芯在閥體內運動(dòng)，改變閥芯與閥座之間的流通面積，即改變閥門(mén)的阻力系數就可以對工藝參數進(jìn)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。