調節閥(fá)在過程控製中的作用是人所共知的,在許多控製過程中要求調節閥在故障時(shí)處於某一個位置,以保護工藝過程(chéng)不出現事故,這就(jiù)要求(qiú)調節閥在設計上實現故障—安全的三斷(斷氣、斷電、斷(duàn)信(xìn)號)保護措施。對於電(diàn)動調(diào)節閥來說,比較簡單,斷信號(hào)時,可(kě)以根據控製模塊的設定而停留在全開、全關、保持中的(de)任一位置,而(ér)斷電(diàn)時,自然停留在故障位置,或帶有複位(wèi)裝(zhuāng)置的電動執(zhí)行器也可將閥位運行到全開或全關。
對於氣動調節(jiē)閥來說(shuō),情況就比較複雜了,所以我們主要討論氣動調節閥的三斷保位方法。一(yī)般來說,我們在選(xuǎn)擇氣(qì)動薄膜調節閥時(shí),都(dōu)要先確定選(xuǎn)氣開還是氣閉,這就是選擇調節閥(fá)斷氣時的保護(hù)位置,如果工藝要求斷氣時閥門打開(kāi),則選擇常開(氣閉)式調節閥,反之(zhī)則選常閉(氣開)式調節閥。這隻是一個粗淺的方案(àn),如果工(gōng)藝(yì)要求斷氣、斷(duàn)電、斷信(xìn)號的三斷保護,則調節閥就需要配置一些附件來組成一個保護係統(tǒng)才能實現控製要求,這些附件(jiàn)主要有保位閥、電磁閥、氣(qì)罐等(děng)。以下是單作用氣動薄膜調節閥和雙作用氣動調(diào)節閥的兩種保位(wèi)方案。
一、氣動薄膜調節閥方案(調節閥配用電-氣閥門定位器)
本方案主要由氣動調節閥、電-氣閥門定位器、失電(信號)比較器、單電控電磁換向閥、氣動保位閥、閥位信(xìn)號返回(huí)器等組成。其工作原理如下:
1、斷氣源:當控製係統氣源故障(失(shī)氣)時(shí),氣動保位閥自動關閉將(jiāng)定位器的輸(shū)出信(xìn)號壓力鎖定(dìng)在(zài)氣動控(kòng)製閥的膜室內,輸出信號壓(yā)力與控製閥彈簧產生的反力相平衡,氣動控製閥的閥位(wèi)保持在故障位置。該保(bǎo)位閥應設定在略低(dī)於氣源的最小值(zhí)時啟(qǐ)動。
2、斷電源:當控製係統電源故障(失電)時,失電(信號)比較器控製單電控電磁換向閥的輸出電(diàn)壓消(xiāo)失,單電控電磁換向閥失電,單(dān)電控電磁換向閥內的滑閥在複位彈簧的作用下滑動,電磁(cí)閥換向,將氣動保(bǎo)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(yā)力鎖定在氣動控製閥的(de)膜室內,輸出信號壓力與控製閥彈簧產生的反(fǎn)力(lì)相平衡,氣動控製閥的閥(fá)位(wèi)保持在故障位置。
3、斷信號:當控製係統信號故障(失信號)時,失電(信號(hào))比較器檢測到後,斷掉單電控電磁換向閥的電壓信號,單電控電磁換向閥失(shī)電,單電控電磁換向閥(fá)內的滑閥在複位彈簧的作用(yòng)下滑動,電磁閥換向,將氣動保位閥的膜室壓力排空,氣(qì)動保位閥關閉,將定位器的輸出信號壓(yā)力鎖定在氣動控製閥的膜室內,輸出信號壓力與控製閥彈簧產生的反力相平衡,氣動控(kòng)製(zhì)閥的閥(fá)位保持在故障位置。
位置反饋信號由閥位信號返回器(qì)給出。
本(běn)方案的優點:“三斷”保護啟動時,係(xì)統反應較快,動作迅速。整體(tǐ)造價比較便宜。
本(běn)方案的(de)缺(quē)點:電磁閥長期帶電,影響使用壽命。配用附件較多,安裝、調試複雜一些,閥位(wèi)反饋需(xū)另配閥位信號返回器,在配用手輪的情況下,比較複雜。
二、雙作用氣動調節閥方案(調節閥配用電-氣閥門定位器)
本方案主要由控製閥、氣控換向閥、定位器(qì)、自鎖閥、單向閥、減壓(yā)閥、儲氣罐(guàn)等組成。其工作原(yuán)理如下(xià):
當控製係統氣源故障(失氣)時,自鎖閥(其作用方式與保位閥相反)自動打開,將氣控換向閥的控製氣源撤消,氣控換向閥的滑閥在彈簧的作(zuò)用下複位,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)由儲氣罐中儲存的氣源向閥門供氣,從而實現閥門的全關(guān)或全開。全關或全開的轉換(huàn)可通過調整氣控換向(xiàng)閥的連(lián)接方式實現。
如果要實現(xiàn)閥門(mén)保位,加裝氣(qì)動保位(wèi)閥並改變管路連接,用自鎖閥直接控製保位閥,取消氣控換向閥、單向(xiàng)閥、儲(chǔ)氣罐即可。
若要實現斷氣源時,能夠保證閥門有若幹(gàn)次的動作,可(kě)采用以下方案。
本方案由儲氣(qì)罐、單向閥、閉鎖閥、截(jié)止閥等組成。其工作原理如下:
當氣源(yuán)故(gù)障(失氣)時,單向閥關閉,閉鎖閥失(shī)氣,在閉(bì)鎖閥的滑閥在彈簧的(de)作用(yòng)下(xià)複位,氣路換向,斷(duàn)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(fá)門有若幹次動作,實現連續控製(zhì)的目的。由於(yú)儲氣(qì)罐的容量有限,且(qiě)儲氣罐中(zhōng)的氣源壓力隨著閥門動作不斷(duàn)下降,不可長期使用儲氣罐為閥門供氣。本方案配用儲氣(qì)罐的容量應比一般保護用儲氣罐(guàn)的容量大。本方案(àn)在斷氣源時,閥門動作(zuò)的次數與儲氣罐的(de)容(róng)量有關。
對於氣動薄膜調節閥(fá)的保位方案,還有一個可供參考:在定位器和執(zhí)行器(qì)之間串聯保位閥和兩位三通電磁閥各一,在斷氣(qì)時用保位(wèi)閥來保(bǎo)位,在斷(duàn)信號時,用電磁閥來保位,不過,電磁閥必須與定位器進行連鎖(在控製程序中設定),即定位器有信號(hào),電磁閥必有電,定位器一旦失信號(hào),電磁閥必須立即斷電。