上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹石油化工調節(jié)閥定位器選型閥門定位器是按力矩平衡原理工作的。如正作用的氣動薄膜閥，來自調節(jié)器或輸出式安全柵的4～20mA直流信號輸入到轉換組件中的線圈時，由于線圈兩側各有一塊極性方向相同的較久磁鐵，所以線圈產生的磁場與較久磁鐵的恒定磁場，共同作用在線圈中間的可動鐵芯即閥桿上，使杠桿產生位移。當輸入信號增加時，杠桿向下運動（作逆時針偏轉），固定在杠桿上的擋板便靠近噴嘴，使放大器背壓增高，經放大后輸出氣壓也隨之增高。此輸出氣壓作用在調節(jié)閥的膜頭上，使調節(jié)閥的閥桿向下運動。閥桿的位移通過拉桿轉換為反饋軸和反饋壓板的角位移，并通過調量程支點作用于反饋彈簧上，該彈簧被拉伸，產生一個反饋力矩，使杠桿作順時針偏轉，當反饋力矩和電磁力矩相平衡時，閥桿就穩(wěn)定于某一位置，從而實現(xiàn)了閥桿位移與輸入信號電流成正比例的關系。調整調量程支點于適當位置，可以滿足調節(jié)閥不同桿行程的要求。
石油化工調節(jié)閥定位器選型
1)閥門定位器能否實現(xiàn)“分程(Split_ranging)”實現(xiàn)“分程”是否容易、方便?具備“分程”功能就意味著閥門定位器只對輸入信號的某個范圍 (如：4～12mA或0.02～0.06MPaG)有響應。因此，如果能“分程”的話，就可以根據(jù)實際需要，只用一個輸入信號實現(xiàn)先后控制兩臺或多臺調節(jié)閥。
2)定位器的零點和量程的調校是否容易、方便?是不是不用打開盒蓋就可以完成零點和量程的調校?但值得注意的是：有時候為了避免不正確的(或非法的)操作，這種隨意就可進行調校的方式需要被禁止。
3)閥門定位器的零點和量程的穩(wěn)定性如何?如果零點和量程容易隨著溫度、振動、時間或輸入壓力的變化而產生漂移的話，那么閥門定位器就需要經常地被重新調校，以確保調節(jié)閥的行程動作準確無誤。
4)閥門定位器的精度在理想工況下，對應某一輸入信號，調節(jié)閥的內件(TrimParts,包括球體/閥芯、閥桿、閥座等)每次都應準確地定位在所要求的位置，而不管行程的方向或者調節(jié)閥的內件承受多大的負載。
5)閥門定位器對空氣質量的要求如何?由于只有極少數(shù)供氣裝置能提供滿足ISA標準(有關儀表用空氣質量的標準：ISA標準F7.3)所規(guī)定的空氣，因此，對于氣動(或電-氣)閥門定位器，如果要經受得住現(xiàn)實環(huán)境的考驗，就必須能承受一定數(shù)量的塵埃、水汽和油污。
6)零點和量程的標定兩者是相互影響還是相互獨立?如果相互影響，則零點和量程的調校就需要花費更多的時間，這是因為調校人員必須對這兩個參數(shù)進行反復調整，以便逐步地達到準確的設定。
7)閥門定位器是否具備“旁路”，可允許輸入信號直接作用于調節(jié)閥?這種“旁路”有時可簡化或者省去執(zhí)行機構裝配設定的校驗，如：執(zhí)行機構的“支座組件設定”和“彈簧座負載設定”――這是因為在許多情況下，一些氣動調節(jié)器的氣動輸出信號與執(zhí)行機構的“支座組件設定”*吻合匹配，用不著對其再進行設定(其實，在這種情況下，閥門定位器*可以省去不用。當然，如果選用了，那么也可利用閥門定位器的“旁路”使氣動調節(jié)器的氣動輸出信號直接作用于調節(jié)閥)。另外，具備“旁路”有時也可允許在線的對閥門定位器進行有限度的調校或維修維護(即利用閥門定位器的“旁路”使調節(jié)閥繼續(xù)保持正常工作，無須強制調節(jié)閥離線)。
8)閥門定位器的作用是否快速?空氣流量(Airflow)愈大(閥門定位器不斷的比較輸入信號和閥位，并根據(jù)它們之間的偏差，調節(jié)其本身的輸出。如果閥門定位器對這種偏差響應快速，那么單位時間里空氣的流動量就大)，調節(jié)系統(tǒng)對設定點和負載變化的響應就愈快――這意味著系統(tǒng)的誤差(滯后)愈小，控制品質愈佳。
9)閥門定位器的頻率特性(或稱頻率響應，F(xiàn)requencyResponse――即G(jω)，系統(tǒng)對正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應)是什么?一般來說，頻率特性愈高(即對頻率響應的靈敏度愈高)，控制性能就愈好。但必須注意：頻率特性應采用穩(wěn)定的實驗方法而非理論方法來確定，并且在評估測定頻率特性時，應將閥門定位器和執(zhí)行機構合并起來考慮。
10)閥門定位器的zui大額定供氣壓力是多少?例如：有些閥門定位器的zui大額定供氣壓力只標定為501b/in2(即：50psi,lpsi=0.070kgf /cm2≈6.865kPa)，如果執(zhí)行機構的額定操作壓力高于501b/in2，那么閥門定位器就成了執(zhí)行機構輸出推動力的制約因素。
11)當調節(jié)閥與閥門定位器裝配組合后，它們的定位分辨率(PositioningResolution)如何?這對調節(jié)系統(tǒng)的控制品質有非常明顯的作用，因為分辨率越高，調節(jié)閥的定位就越接近理想值，因調節(jié)閥過調而造成的波動變化就可以得到扼制，從而zui終達到限制被調節(jié)量周期性變化的目的。
12)閥門定位器的正反作用轉換是否可行?轉換是否容易?有時這個功能是必要的。例如，要把一個“信號增加――閥門關”的方式改為“信號增加――閥門開”的方式，就可使用閥門定位器的正反作用轉換功能。
13)閥門定位器內部操作和維護的復雜程度如何?*，部件越多，內部操作結構越復雜，對維護(修)人員的閥門技術培訓就越多，而且?guī)齑娴膫淦穫浼驮蕉唷?br /> 14)閥門定位器的穩(wěn)態(tài)耗氣量這個參數(shù)對于某些工廠裝置很關鍵，而且可能是一個限制因素。
15)當然，在評價和選用閥門定位器時，其他因素也應考慮。譬如：閥門定位器的反饋連桿機構要能真實的反應閥芯的位置；另外，閥門定位器必須堅固耐用，具備抗環(huán)境保護和防腐能力，而且安裝連接簡易方便。
1.2 石油化工調節(jié)閥定位器選型系統(tǒng)結構
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥閥門定位器與閥門配套使用，組成一個閉合控制回路的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由磁電組件、零位彈簧、擋板、氣動功率放大器、調節(jié)閥、反饋杠桿、量程調節(jié)機構、反饋彈簧組成。其系統(tǒng)方框圖如圖1所示。
圖1 閥門定位器和調節(jié)閥系統(tǒng)方框圖
I – 輸入電流；
H – 調零彈簧長度；
M1- 輸入電流所產生的電磁力矩；
Mo- 零位彈簧所產生的調零點力矩；
Mf - 反饋彈簧所產生的反饋力矩；
h-擋板微小位移；
P-氣動功率放大器的輸出壓力；
L- 調節(jié)閥的行程
為了分析的方便，我們假設閥門定位器為線性的，則在一般情況下，各環(huán)節(jié)均可近似為線性環(huán)節(jié)，那么系統(tǒng)的方框圖如圖2所示。
圖2 線性化的系統(tǒng)方框圖
Ko – 零位彈簧的彈性系數(shù)；
K4 – 反饋彈簧的彈性系數(shù)；
K1，K2，K3，K5，K6，Kv - 磁電組件、擋板、放大器、量程調整機構、反饋杠桿和調節(jié)閥的放大系數(shù)
由圖2可知，令：
Kc= K2K3Kv （1）
KF=K4K5K6 （2）
則L=Kc（KoH K1I）/（1 Kc Kf）
= [KGK1/（1 KGKf）]*I KcKoH/（1 KcKf） （3）
由（3）式可知：KcKoH/（1 KGKf）為閥門定位器的零點。
2.常用定位器調校方法的分析
2.1 常用的調校方法
我們在實際工作中常使用的調校方法的步驟是：
a.使閥桿位于行程中點，調整定位器與反饋杠桿成90o角，并將螺釘固定；
b.將零點、量程分別置于中間位置；
c.輸入4mA.DC信號，使調節(jié)閥開始動作，調節(jié)零點，使零點達到要求；
d.輸入20mA.DC信號，看其行程是否達到要求，如沒達到，則調量程，使其達到要求；
e.重復c，d兩步，使零點和量程均達到要求。
2.2 常用調校方法的原理
將（1），（2）式代入（3）式得：
L=K2K3Kv（KoH K1I）/（1 K2K3K4K5K6Kv）（4）
由常用調校法的步驟c和d可知，調零點可改變H，調量程又會影響零點，所以調零點和調量程是相互作用互相影響的。因此，調零點和調量程實際上就是反復湊試調零彈簧長度和量程調整機構的放大系數(shù)，使零點和量程均符合要求的過程。
2.3 常用調校方法的不足
在通常情況下，調零彈簧工作在線性區(qū)域，其長度的變化范圍是有限的， 而調量程機構其機械位置是受到限制的， 因此調零彈簧長度和量程調整機構的放大系數(shù)的值就會受到限制，當調節(jié)閥的Kv很大或很小時，用常用的調校方法是不可能將定位器校準的，而這種情況在我們實際工作中是經常遇到的。所以，我們需要用其他方法來調校閥門定位器。
3.解決方法
在實際工作中有時會遇到用常用的調校方法不能校準定位器，這是因為：在一般情況下，零位彈簧工作在線性區(qū)域，其長度變化范圍有限，調量程機構其機械位置受到限制，所以調零彈簧長度和量程調整機構的放大系數(shù)值將會受到限制。此時，如果調一臺調節(jié)閥的放大系數(shù)很大或很小的調節(jié)閥，就很難將其定位器校準。即常用的調校法失效了。而由（4）式可知，我們可以調節(jié)的參數(shù)還有零位彈簧的彈性系數(shù)和反饋杠桿的有效長度，由于調零彈簧常在線性區(qū)域內工作，所以在這里只討論通過改變反饋杠桿的有效長度來校驗閥門定位器。我們可以將連接在閥桿上的銷釘靠近閥門定位器，這樣就將反饋杠桿的有效長度縮短，即減小，L增大，行程也增大，反之， 可將反饋杠桿的有效長度增長，則其行程減小。因此，將此方法配合常用的調校法可增大行程變化范圍，易于閥門定位器的校準。
用調反饋杠桿法來校準閥門定位器的步驟如下：
a.輸入4mA.DC信號，按常用的調零法調零點；
b.輸入20mA.DC信號，按常用調量程法調節(jié)量程；
c.反復進行a，b步；
d.若零點、量程無法校準，調整閥桿上的銷釘以改變反饋杠桿的有效長度，使行程增大或減小，杠桿有效長度縮短，行程增大；反之，行程減小。
e.反復進行以上步驟，直到零點、量程均達到要求即可。
4 結語
當我們使用常用的調校方法校閥失敗時，可使用這種調反饋杠桿的方法進行校閥，它是對常用法的補充和完善，若兩者結合使用，可使調整范圍更大。通過實際的使用證明這種方法是*可行的。當然閥門在正常使用的量程應選擇常用的調校方法，而只有在特殊要求調校時，才選用調反饋杠桿的方法。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥
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