阀门定位器的原理和优缺点介绍

　　阀门定位器主要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。在自动化控制系统中，调节阀是常用的执行器，控制过程是否平稳取决于调节阀能否准确动作，使过程控制体现为物料能量和流量的精确变化。

 

　　一、阀门定位器的工作原理及优缺点

 

　　阀门定位器工作原理：当气室输入了0.02~0.10MPa信号压力之后，薄膜产生推力，使推力盘向下移动。压缩弹簧，带动推杆、阀杆、阀芯向下移动，阀芯离开了阀座，从而使压缩空气流通。当信号压力维持一定时，阀门就维持在一定的开度上。

 

　　优点：阀门定位器的执行机构结构简单，使用可靠，最突出的是性价比高。在运行中不产生电火花，因此一些易燃环境下常采用阀门定位器。此外，在某些腐蚀气体或特别潮湿环境条件也常使用。

 

　　缺点：膜片承受的压力较低，最大膜室压力不能超过250KPa，加上弹簧要抵消绝大部分的压力，余下的输出力就很小了；为了提高输出力，通常的做法是增大尺寸，使得执行机构的尺寸和重量变得很大，另一方面，工厂的气源通常是500~700KPa，它只用到了250KPa，气压没充分利用。

 

　　二、阀门定位器执行机构的工作原理

 

　　阀门定位器的执行机构，工作时接收调节器或计算机的控制信号，用来改变被控介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到过程控制的自动化。当调节器或定位器的输出信号输入薄膜室后，信号压力在薄膜上产生的推力，使推杆部分移动，并压缩弹簧，直至弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡为止。这时，推杆的移动就是气动薄膜执行机构的位移，也称行程。

 

　　阀门定位器是气动执行器的一种辅助仪表，它与气动执行器配套使用。阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，来自调节器或输出式安全栅的4~20mA直流信号输入到转换组件中的线圈时，由于线圈两侧各有一块极性方向相同的永久磁铁，所以线圈产生的磁场与永久磁铁的恒定磁场，共同作用在线圈中间的可动铁芯即阀杆上，使杠杆产生位移。

 

　　在图一所示的气动调节阀中，阀杆的位移是有薄膜上的气压推力与弹簧反作用力平衡来确定的。实际上，为了防止阀杆引出处的泄漏，填料总要压得很紧。尽管填料选用密封性好而摩擦系数小的聚四氟乙烯优质材料，填料对阀杆的摩擦力仍是不小的。特别是在压力较高的阀上，由于填料压得很紧，摩擦力可能相当大。

 

　　此外，被调节流体对阀芯的作用力，在阀的尺寸大或阀前后压差高、流体粘性大及含有固体悬浮物时也可能相当大。所以这些附加力都会影响执行机构产生回环特性，严重时造成调节系数振荡，因此，在执行机构工作条件差及要求调节质量高的搀和，都在调节阀上加装阀门定位器。