調節閥在過程控製中的作用是人所共知的,在許多控(kòng)製(zhì)過程中(zhōng)要求調節閥在故障時處於某一個位置,以保護工藝過(guò)程不出現事故(gù),這就要求調節閥(fá)在設計上實現故障—安全的三斷(斷氣、斷電、斷信號)保護措施。對於電(diàn)動調節閥來說,比較簡單,斷信號(hào)時,可以根據控製模塊的設定(dìng)而停留在全開、全關、保(bǎo)持中的任一(yī)位置,而斷電時,自然停留在故障位置,或(huò)帶有複位裝置的(de)電動(dòng)執行(háng)器也可將閥位運(yùn)行到全開或全關(guān)。
對於氣動調節閥來(lái)說,情(qíng)況就比較複雜了,所以我們主要討論氣動調節閥的三斷保位方法。一般來說,我們在選(xuǎn)擇(zé)氣動(dòng)薄膜調節閥時,都(dōu)要先確定選氣開還是氣閉,這就是選擇調(diào)節閥斷氣時的保護位置,如果工藝要求斷氣時閥門打開,則(zé)選擇常(cháng)開(氣閉)式調節閥,反之則選常閉(氣開)式調節閥。這隻是一個粗淺的方案,如果工藝要求斷氣、斷(duàn)電、斷信號的三(sān)斷保護,則(zé)調節閥就需要(yào)配置一些附件來組成一個保護係統才能實現控製要求,這些附件主(zhǔ)要有保位閥、電磁閥、氣(qì)罐等。以下是單作用氣動薄膜調節閥和雙作用氣動調節閥的兩種保位方案。
一、氣動薄(báo)膜調節(jiē)閥方案(調節閥配用電-氣閥門定位器)
本方(fāng)案主要由氣動調節閥、電(diàn)-氣閥門定位器、失電(信號)比較器、單(dān)電控電磁換向閥、氣動保位閥、閥(fá)位信號返回器等組成。其(qí)工作原理如下:
1、斷氣源(yuán):當控製係統氣源故障(失氣)時,氣動保位閥自動關閉將定位器的輸出信(xìn)號壓力鎖定在氣動控製閥的膜室內,輸出信號壓力(lì)與控製(zhì)閥(fá)彈簧產生的反力相平衡,氣動控製閥的閥位保持在故障位置。該保(bǎo)位閥應設定在略低於氣源的最(zuì)小值時啟動。
2、斷電源:當控製係統電源(yuán)故障(失電)時,失電(diàn)(信號(hào))比較器控製單電控電磁換向閥的輸出(chū)電壓消失,單電控電磁換向閥(fá)失電,單電控電磁換向閥(fá)內的滑閥在複位彈簧的作用下滑動,電磁閥換向,將(jiāng)氣動保位閥的膜室壓力排空(kōng),氣動保位閥關閉(bì),將定位器的輸(shū)出(chū)信號壓力鎖定在氣動控製閥(fá)的膜室內,輸出信號壓力與控製閥彈簧產生的反力相平衡,氣動控製閥的閥位保持在故障位置。
3、斷信(xìn)號:當(dāng)控製係統信號故障(失信號)時,失電(信號)比較器檢測到後,斷掉單電(diàn)控電磁換向閥的電壓信(xìn)號,單電控電磁換向閥失電(diàn),單電控電磁換向閥內的滑閥在複位彈簧的作用下滑動,電磁閥換向,將氣動保位閥的膜室壓力排空,氣動保位閥關閉,將定位器的輸出信號壓力鎖定在氣動控製閥的膜室內,輸出信號壓力與控製閥(fá)彈簧產生的反力相平衡,氣動控製閥的閥位保持在故障位置。
位置反饋信號由閥位信號返回器給出。
本方案的優點(diǎn):“三斷”保(bǎo)護啟(qǐ)動時,係統反應較快,動作迅速。整體造(zào)價比較便宜。
本方案的缺點:電磁閥長期帶電,影響使用壽命(mìng)。配用(yòng)附件較多(duō),安裝、調試複雜一些(xiē),閥位反饋需另配閥位信(xìn)號(hào)返回器,在配用(yòng)手輪的情況下,比較(jiào)複(fù)雜。
二、雙作(zuò)用(yòng)氣(qì)動調(diào)節閥方案(調節閥配用電-氣閥門定位器)
本方案主(zhǔ)要由控製閥、氣控(kòng)換(huàn)向閥、定位器、自鎖閥、單(dān)向閥、減壓閥、儲氣罐(guàn)等組成。其工作原理如下:
當控(kòng)製係統氣源故(gù)障(失氣)時,自鎖閥(其作用方式與保位閥相(xiàng)反)自動打開,將氣控換向閥的控(kòng)製氣源撤消,氣控換向閥的滑閥在彈簧的作(zuò)用下(xià)複(fù)位,兩個氣控換向閥中的其(qí)中一個排氣,另一個進氣,單向閥關閉,氣源(yuán)由儲氣罐中(zhōng)儲存的氣源向閥門供氣,從而實現閥門的(de)全關或全開。全關或全開的轉換可通(tōng)過調整氣控換向閥的連接方式實現。
如(rú)果要實現閥門保位,加裝氣動保位閥並改變管路連接,用自鎖(suǒ)閥直接控製(zhì)保位閥,取消氣(qì)控(kòng)換向閥、單向閥、儲氣罐即可。
若(ruò)要實現斷氣源時,能夠保證閥門有(yǒu)若幹次的(de)動作,可采用以下方案。
本方案由儲氣罐、單向閥、閉鎖閥、截止閥等(děng)組成。其工作原理如(rú)下:
當氣源故障(失(shī)氣)時,單(dān)向閥關閉,閉鎖閥(fá)失氣,在閉鎖閥的滑閥在彈簧的作(zuò)用下(xià)複位,氣路換向(xiàng),斷開係統的氣源管路,接通儲氣罐管路,由儲氣罐向閥門供氣,以保證閥門(mén)有若幹次(cì)動作(zuò),實現連續控製的目的。由於儲氣罐的容量(liàng)有限,且(qiě)儲氣罐中的氣源壓力隨著(zhe)閥門動(dòng)作不斷下降,不(bú)可長(zhǎng)期使用儲氣罐為閥(fá)門供氣。本方(fāng)案配用儲氣罐的容量應(yīng)比一般(bān)保護(hù)用儲氣罐的容量大。本方案(àn)在斷氣(qì)源時,閥門動作的次數與儲氣罐的容量有關。
對於氣動薄膜調節閥的保位方案,還(hái)有一個可供參考:在定位器和執行(háng)器之(zhī)間串聯保位閥和(hé)兩位(wèi)三(sān)通電磁閥(fá)各一,在斷氣時用保位閥來保位,在斷信(xìn)號時,用電磁閥來(lái)保位,不過,電磁(cí)閥必須與定位(wèi)器進行連鎖(在控製程序中設定),即定(dìng)位(wèi)器有信號,電磁閥必有電,定位器一旦失信號,電磁閥必須立即斷電。