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杭州51吃瓜關於氣動薄膜調節閥（fá）三斷保護的實現與分析

                                氣動薄膜調節閥（fá）三斷保（bǎo）護的實現與分析

         隨著電力、化工等行業的飛速發展，對過程控製係統安全性能的要求也越來越高（gāo）。氣動薄膜（mó）調節閥（fá）在工業過（guò）程控製中應用廣泛。受距離、安（ān）裝、其它設備的影響，氣動薄膜調節閥的輸入源經常會丟失（shī），因（yīn）此，研（yán）究氣動薄膜調節閥在信號源、電源、氣源丟失（shī）情況下的保護動作（zuò），具有很實際的作（zuò）用。該文介紹了兩種廣泛應用的氣動薄膜（mó）調節閥閥門定（dìng）位器在斷（duàn）信號、斷電、斷氣源時的自（zì）動保護（hù）原理，以及實現其功能所（suǒ）需要的硬件。
        通過兩種方（fāng）案的比較分析，工程應用時可根據工（gōng）藝流程控製的需要更為合適的選擇氣動薄膜調節閥（fá）帶三斷保護功能的定位器。 
 
0、氣動薄膜調節閥三斷保護引言
        在（zài）現代工業生產過程中，氣（qì）動薄膜調節閥應用（yòng）非常普遍（biàn），其作用也非常重要，關係到工業生產（chǎn）的（de）安（ān）全性和經濟性。在實際生產中，氣動薄膜調節閥需要按照工藝係統的要求來調節各（gè）個參數（shù），使其（qí）滿足工（gōng）業生產的需要。尤其（qí）是在很多重要環節中，氣動薄膜（mó）調節閥如果（guǒ）調節不（bú）當就會破壞（huài）整個生產過程並可能造成巨大的（de）經濟損失。一（yī）般而言，氣動薄膜調節閥正常工作時需要提供電（diàn）源、氣源、信號源，任何信號的喪失都會引起閥門的不當動作。因此，在實際工業生產過程（chéng）中（zhōng），普遍采用三斷保護功能來保證氣動調節閥門的可靠工作。
        在工程實際中，斷（duàn）電、斷氣、斷信號這三種故（gù）障中的一種或幾種情況（kuàng）發生時，氣動薄膜調節閥基於工藝安全因素（sù）考慮而自動（dòng）地全開閥門、全關閥門或者是保持（chí）閥門故（gù）障前的位置—三斷保護。其中，關閥和開閥可（kě）以利用（yòng）閥體中氣缸壓力和彈簧反力輕（qīng）易實現。
        三斷保護中的保位功能實現起（qǐ）來卻比較複雜，因此，本文就兩種工程中廣泛應用的三斷保護裝置中的保位功能方案進行分（fèn）析比較。
1 方（fāng）案一
       如圖1所示，本方（fāng）案主要由氣動薄膜調節閥、智能閥（fá）門定位器、氣（qì）鎖閥（fá）和空氣過濾減壓器（qì）等組成。
 
                 
                                                       圖1 采用壓（yā）電閥的三斷保護原理圖
 
        正常工作時，氣源壓力（即（jí）氣鎖閥的信（xìn）號壓力）大於氣鎖閥（fá）的設（shè）定壓力，智能閥門定位器（qì）輸出的氣源管路和氣動薄（báo）膜調節閥上（shàng）膜盒的氣源管路被連通，氣動薄膜調節閥根據定位器的輸出指令進行動作（zuò）。
        斷氣源時，氣源壓力（即氣鎖閥的信號壓力）小於氣鎖閥的設定壓力，氣（qì）鎖閥上的氣動執行機（jī）構動作（zuò），智能閥門（mén）定位器輸出的氣源管（guǎn）路（lù）和氣動薄膜調節閥上（shàng）膜盒的氣源管路自動被切斷，即氣動薄（báo）膜調節閥（fá）的膜盒內（nèi）的壓力（lì）信號被鎖死（sǐ）不（bú）受外界氣源影響，維持原（yuán）有的壓力信號和氣動薄膜調節閥彈簧反（fǎn）力的平衡（héng），從而實現在氣源（yuán）故障時氣動控製調閥的閥（fá）位保持在故障前的（de）位置。
        P/I轉換單元利用（yòng）永久磁鋼、線圈、杠杆、噴嘴等部件將從（cóng）控（kòng）製係統輸出的電信號（hào）轉換成適用的氣壓信號，來推動（dòng）啟動調節閥。根據結構（gòu）形式，P/I轉換單元（yuán）分（fèn）為噴嘴擋板式、壓電閥式和滑閥（fá）式三類。目前，市場上主流智（zhì）能閥門定位器中的I/P轉換（huàn）單元主要采用噴嘴擋板式或（huò）者壓電閥式。斷氣源時，采用上述兩種結構的智能閥門定位器的動作原理相同（tóng），如上所述。現就斷信號和斷電時采用兩種不同結構（gòu）的智能閥門定位器的動作原理分別進行分析。
（1）對於采用壓（yā）電（diàn）閥式結構的智能閥門定位器：
         斷信號時，定位器輸出被鎖定，氣動（dòng）薄膜調節閥執行機構保持在當前位置。即（jí）無需增加任何附件，定位器本身能實現斷信號保位功能。
        斷電源時，如圖1所（suǒ）示，此種保護方案（àn）無需電源，故不存在（zài）斷電源保（bǎo）護（hù）。有無電源均對氣動薄膜（mó）調節閥的位置無影響。
（2）對於采用噴嘴擋（dǎng）板式機構的智能閥門定位器：
       其電源是串接在閥門輸（shū）入信號回路裏，斷（duàn）信號/電（diàn）時，定位器能自動檢測出異常，輸（shū）出（chū）到氣動薄膜調節閥膜盒內的壓力信號被鎖定（dìng），氣動薄膜調節閥保持在（zài）故障時的位置。即無需增加任（rèn）何附件，定位器本身能實現斷電、斷信號（hào）保位功能。
        綜上分析，從結構本（běn）身而言，采用壓（yā）電閥式結構的智能閥門定位（wèi）器的抗震性能要好。采用噴嘴擋板式機構的智能閥門定位（wèi）器斷信號時反應更靈敏，並且結構簡單、附件少，在使用過程中發生故障的幾（jǐ）率也相對較少。
 
2 方案（àn）二（èr）
        如（rú）圖2所示，在本方案中（zhōng），保護裝置主要由信號比較器、智能閥門定位器、單（dān）電控電磁換向閥、氣鎖閥等部件組成。我們能很直觀地看出（chū），圖2所示的（de）保護方案比（bǐ）圖1所示的保護方案更複雜。
 
            
 
圖2 采用信號比（bǐ）較器的三斷保護原理圖
        斷氣源時，氣鎖閥動作，將定位器輸（shū）出的氣動信號管路和氣動薄膜調節閥（fá）的膜盒進氣管路連通，相（xiàng）當於繼續維持故障前的控製壓力信號和控製（zhì）閥（fá）彈簧反力（lì）的平衡。故氣動薄膜調節閥在斷氣源時無動作，繼續保持在故障前的位置。
        從圖2可以看出，輸（shū）入信號（hào）及電源均接到信（xìn）號比較器，當斷電源、斷信號發生時，信號比較器檢測到電源/信（xìn）號消失時（shí），信號比較器動作（zuò），使得單電控電磁（cí）換向閥失電動作，切斷氣鎖閥的氣源供應，即（jí）後續的保（bǎo）護動作和斷氣源時相同。
       上麵隻是就單作用氣動薄（báo）膜調節（jiē）閥的三斷（duàn）保護功能進行分析。對（duì）於雙作用氣動調節閥的三斷保（bǎo）護功能的實現，隻需將圖2中單通道氣鎖（suǒ）閥換成雙通（tōng）道氣鎖閥，兩個通道分（fèn）別（bié）連接氣動調節閥的上下膜室，即可實現雙（shuāng）作用控製調閥三（sān）斷時的保位功能。而對於三斷時，需要閥門回到（dào）安全位置的應用場合，則需要在上述氣動管路圖中增加儲氣罐、二位三通（tōng）電磁（cí）閥等附件即可實現。電磁閥失電後，向上膜盒供氣，則閥門關閉。電磁閥失電後，向下膜盒供氣，則閥門打開（kāi）。
       智能閥門定位器主要（yào）是由電路部分和氣路部分組成（chéng）。而根據工程實際經驗（yàn），閥門故障多發生在氣路部分，定位（wèi）器中的I/P轉換單元為損耗單元。I/P轉換單元中的一些膜片、密封環等（děng）橡膠製品，在高溫、油、水、蒸汽的環境中容易老化，並且在（zài）工程實際中，調節閥門一般都處於上述的惡劣環境中再加之頻換的調節動作，更是（shì）加速了這（zhè）些部件的老化，這（zhè）些實際工況使得I/P轉換單元成為調節閥易出故障的部件。
3 結論
        綜上兩種（zhǒng）方案的比較分析，方案一中的三斷（duàn）保護（hù）裝置結構簡（jiǎn）單，配用附件少，安（ān）裝維修方便，相應的工程應用中（zhōng）故障點也（yě）少，並且也無需單獨供電。在重要的調節回路中，建議在實際工程（chéng）中優先選用方案一（yī）中的智能閥（fá）門（mén）定位器（qì）。
 
 
杭州51吃瓜氣動調節閥產品係列

 

高（gāo）性能氣動薄膜（mó）調節閥係列

HLS氣動薄膜小口徑單座調節閥

HLC氣動薄膜（mó）小口徑籠式單座調節閥

HCB型氣動薄膜平衡籠式調節閥

HTS氣動薄膜頂導向單座調節閥

HSC氣動薄膜籠（lóng）式單座調節閥

HCN氣動薄膜低噪音籠式調節閥

HCP氣動薄膜平衡籠式單座調節閥

HPC氣動薄膜高壓籠式調節閥

HAV氣動薄膜平衡籠式單（dān）座調節閥

HMT/HDT氣動薄膜三通（tōng）調節閥

HPS氣動薄膜高壓單座調節閥

HTSW氣動薄膜波紋管密封調（diào）節閥

HTSJ氣動薄膜夾套保溫型調節閥

HPAS/C氣動薄膜高壓角型調節（jiē）閥

氣動薄膜多（duō）級高壓調節閥

氣動活塞式偏心旋（xuán）轉調節（jiē）閥

精小（xiǎo）型氣動薄膜調節閥係列

P型精小型（xíng）氣動薄膜單座調節閥

M係列精小型（xíng）氣動薄膜套筒調（diào）節閥

N係列精小型氣（qì）動薄膜雙座調節閥

X/Q係列氣動薄膜三（sān）通分流/合流調節閥

D係列氣動薄膜多級壓降式角型閥

D係列氣動薄膜多級壓降式高壓角型閥

PE係（xì）列氣動薄膜小（xiǎo）流量調節閥

PD係列氣動薄膜低溫調節閥

氣動高性能防空化高壓差調節閥

S係列氣動薄膜角型調節閥

DS係列氣動多級壓降式（shì）高壓（yā）角型閥

衛生級氣動薄膜調（diào）節閥

 

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