电动调节阀工作原理

在工业自动化远程控制系统中，电动调节阀执行器接受调节器的指令信号，经执行机构将其转换成相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构，改变被控对象进、出的能量或物料，以实现过程的自动控制。在任何自动控制系统中，执行器是必不可少的组成部分。如果把传感器比拟成控制系统的感觉器官，调节器就是控制系统的大脑，而执行器则可以比拟为干具体工作的手。  执行器常常工作在高温、高压、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状态下，使用条件恶劣，因此，它是整个控制系统的薄弱环节。如果执行器选择或使用不当，往往会给生产过程自动化带来困难。在许多场合下，会导致控制系统的控制质量下降、调节失灵，甚至因介质的易燃、易爆、有毒而造成严重的事故。为此，对于执行器的正确选用和安装、维修等各个环节，必须给予足够的注意。  执行器根据驱动动力的不同，可划分为气动执行器、液动执行器和电动执行器，本次课将结合实验装置所用的智能电动调节阀使用知识进行介绍。
电动调节阀 的结构与工作原理（20分钟）  
1、电动调节阀的基本结构  在THJ-2的实验装置上，配置了上海万迅仪表有限公司生产的智能型电动调节阀，其型号为 QSVP-16K，图1是电动调节阀的典型外形，它由两 个可拆分的执行机构和调节阀（调节机构）部分组成。上部是执行机构，接受调节器输出的0～10mADC或4～20mADC信号，并将其转换成相应的直线位移，推动下部的调节阀动作，直接调节流体的流量。各类 电动调节阀的执行机构基本相同，但调节阀（调节机构）的结构因使用条件的不同类型很多，最常用的是直通单阀座和直通双阀座两种。  2、电动执行机构的基本结构（部分摘自浙江秦工阀门产品说明书）  执行机构采用了德国进口的PSL电子式一体化的电动执行机构，该产品体积小、重量轻、功能强、操作方便，已广泛应用于工业控制。  
 
图1  电动调节阀外形机构  
其直行程电动执行器主要是由相互隔离的电气部分和齿轮传动部分组成，电机作为连接两个隔离部分的中间部件。电机按控制要求输出转矩，通过多级正齿轮传递到梯形丝杆上，梯形丝杆通过螺纹变换转矩为推力。因此梯形螺杆通过自锁的输出轴将直线行程传递到阀杆。执行机构输出轴带有一个防止传动的止转环，输出轴的径向锁定装置也可以做动位置指示器。输出轴止动环上连有一个旗杆，旗杆随输出轴同步运行，通过与旗杆连接的齿条板将输出轴位移转换成电信号，提供给智能控制板作为比较信号和阀位反馈输出。同时执行机构的行程也可由齿条板上的两个主限位开关开限制，并由两机械限位保护。
 
图2 智能电动执行机构
3、执行机构工作原理  电动执行机构是以电动机为驱动源、以直流电流为控制及反馈信号， 原理方块图如图3所示。当控制器的输入端有一个信号输入时，此信号与位置信号进行比较，当两个信号的偏差值大于规定的死区时，控制器产生功率输出，驱动伺服电动机转动使减速器的输出轴朝减小这一偏差的方向转动，直到偏差小于死区为止。此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。
 
图3  电动执行机构工作原理
4、控制器结构
控制器由主控电路板、传感器、带LED 操作按键、分相电容、接线端子等组成。智能伺服放大器以专用单片微处理器为基础，
通过输入回路把模拟信号、阀位电阻信号转换成数字信号，微处理器根据采样结果通过人工智能控制软件后，显示结果及输出控制信号。
 
 
 
5、调节阀的基本结构  调节阀与工艺管道中被调介质直接接触，阀芯在阀体内运动，改变阀芯与阀座之间的流通面积，即改变阀门的阻力系数就可以对工艺参数进行调节。  图4、图5给出直通单阀座和直通双阀座的典型结构，它由上阀盖(或高温上阀盖)、阀体、下阀盖、阀芯与阀杆组成的阀芯部件、阀座、填料、压板等组成。