氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥常見于鋼鐵行業(yè)，尤其廣泛應(yīng)用于加熱爐、卷取爐等燃燒控制系統(tǒng)。本文根據(jù)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和工作原理對(duì)在氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在日常使用的常規(guī)維護(hù)和常見故障進(jìn)行了分析研究，為設(shè)備維護(hù)和故障維修提供了參考。本文以美國博雷(BARY)廠家生產(chǎn)的S92/93系列的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為例，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際使用情況，進(jìn)行了分析和總結(jié)。閥門公稱直徑DN250，介質(zhì)為混合煤氣，氣源為儀表壓空，壓力為3-5Bar，電磁閥為24V。1、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體兩部分組成。1.2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推力部件，當(dāng)調(diào)節(jié)器或定位器得到4-20mA信號(hào)時(shí)，控制電磁閥24V信號(hào)到，打開，使得儀表壓空進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)汽缸，轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿使閥體動(dòng)作，當(dāng)?shù)竭_(dá)需要指定開度時(shí)，位置反饋使得定位器停止信號(hào)輸出，維持當(dāng)前位置。當(dāng)需要關(guān)閉閥門時(shí)，定位器得到關(guān)閉信號(hào)，使電磁閥停止供氣，汽缸靠內(nèi)部彈簧反作用力，使閥門關(guān)閉。當(dāng)需要從滿度減少開度時(shí)，定位器輸出氣源壓力會(huì)減弱，彈簧自身反作用力致使閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作，直至信號(hào)壓力與彈簧壓力平衡，到達(dá)指定開度，以此來控制該介質(zhì)流量。2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的日常維護(hù)在對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥日常點(diǎn)巡檢中，要注意以下幾點(diǎn)：一是檢查儀表氣源是否正常，檢查過濾器、減壓閥是否正常，觀察壓力是否在3-5Bar;二是觀察汽缸有無漏氣現(xiàn)象，尤其是閥桿連接處和兩端蓋處;三是檢查電磁閥是否工作正常，有無漏氣現(xiàn)象;四是檢查定位器工作是否正常，有無漏氣現(xiàn)象;五是檢查所有連接部件固定螺絲是否緊牢;六是盡量避免過多浮灰覆蓋到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，要市場保持工作環(huán)境清潔。3、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥常見故障原因分析3.1、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥無反饋信號(hào)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的信號(hào)線由一對(duì)控制信號(hào)線和一對(duì)反饋信號(hào)線組成。當(dāng)PLC給閥門一個(gè)信號(hào)時(shí)，信號(hào)在調(diào)節(jié)閥的定位器中進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，通過氣源壓力來控制閥桿動(dòng)作。閥桿的行程通過調(diào)節(jié)閥的反饋信號(hào)把閥門的開度傳送出去。如果氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥沒有反饋信號(hào)，要用萬用表檢查每個(gè)接點(diǎn)是否有電壓。要檢查線路連接是否正確，檢查信號(hào)線是否損壞，檢查信號(hào)線是否松動(dòng)。3.2、閥門無法關(guān)到零位閥門無法關(guān)到零位，一是實(shí)際關(guān)到零位，但反饋指示沒有，這是信號(hào)問題，可通過調(diào)整定位器來解決;二是實(shí)際確實(shí)沒有關(guān)嚴(yán)，最大可能是閥門密封墊片出現(xiàn)損壞，或者閥桿連接處轉(zhuǎn)動(dòng)收到卡阻，這就需要在檢修時(shí)，將閥體拆下來更換密封墊片和對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)處加潤滑油，使其可以正常工作。3.3、閥體不動(dòng)作3.3.1、無信號(hào)、無氣源。原因：①氣源未開;②由于氣源含水在冬季結(jié)冰，導(dǎo)致風(fēng)管堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈;③氣源總管泄露。④線路不正確，檢查線路。3.3.2、有氣源，無信號(hào)。原因：①定位器故障;②電磁閥故障;③定位器波紋管漏氣;④調(diào)節(jié)器膜片損壞。3.3.3、定位器無氣源。原因：①過濾器堵塞;②減壓閥故障;③管道泄漏或堵塞。3.3.4、定位器有氣源，無輸出。原因：定位器的節(jié)流孔堵塞。3.3.5、有信號(hào)、無動(dòng)作。原因：①閥芯脫落;②閥芯與閥桿卡死;③閥桿彎曲或斷裂;④執(zhí)行機(jī)構(gòu)汽缸內(nèi)彈簧長期不用而銹死。3.4、調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不穩(wěn)定總線型和可編程型。

2）各種尺寸、功能的電磁閥位于閥島右側(cè)，每2個(gè)或1個(gè)閥裝在帶有統(tǒng)一氣路、電路接口的閥座上。閥座的次序可以自由確定，其個(gè)數(shù)也可以增減。

3）各種電信號(hào)的輸入/輸出模塊位于閥島左側(cè)，提供完整的電信號(hào)輸入/輸出模塊產(chǎn)品。

有帶獨(dú)立插座、帶多針插頭、帶ASI接口及帶現(xiàn)場總線接口的閥島，

帶獨(dú)立插座的閥島通用性強(qiáng)，對(duì)控制器無特殊要求，配有電纜（有極性容錯(cuò)功能），插座上帶有LED和保護(hù)電路，分別用以顯示閥的工作狀態(tài)和防止過壓。

帶多針插頭的閥島通過多感電纜將控制信號(hào)從控制器傳輸?shù)介y島，頂蓋上不僅有電氣多針插頭，而且還帶有LED顯示器和保護(hù)電路。

帶ASI接口的閥島，其顯著的一個(gè)特點(diǎn)是數(shù)據(jù)信號(hào)和電源電壓由同一根2芯電纜同時(shí)傳輸。電纜的形狀使用戶使用時(shí)排除了極性錯(cuò)誤。對(duì)于ASI接口系統(tǒng)，每個(gè)模塊通常提供4個(gè)地址。因此一個(gè)ASI閥島可安裝4個(gè)二位五通單控閥或2個(gè)二位五通雙控閥。

帶現(xiàn)場總線接口的閥島可與現(xiàn)場總線節(jié)點(diǎn)或控制器相連。這些設(shè)備將分散的輸入/輸出單元串接起來，最多可連接4個(gè)分支。每個(gè)分支可包括16個(gè)輸入和16個(gè)輸出，連接電纜同時(shí)輸電源和控制信號(hào)。也就是說，它適合控制分散元件，使閥盡可能安裝在氣缸附近，其目的是縮短氣管長度，減小進(jìn)排氣時(shí)間，并減少流量損失。

Festo費(fèi)斯托可編程閥島

鑒于模塊式生產(chǎn)成為目前發(fā)展趨勢，同時(shí)注意到單個(gè)模塊以及許多簡單的自動(dòng)裝置往往只有十個(gè)以下的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，于是出現(xiàn)了一種集電控閥、可編程控制器以及現(xiàn)場總線為一體的可編程閥島，即將可編程控制器集成在閥島上。

所謂模塊式生產(chǎn)是將整臺(tái)設(shè)備分為幾個(gè)基本的功能模塊，每一基本模塊與前、后模塊間按一定的規(guī)律有機(jī)地結(jié)合。模塊化設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)加工對(duì)象的特點(diǎn)，選用相應(yīng)的基本模塊組成整機(jī)。這不僅縮短了設(shè)備制造周期，而且可以實(shí)現(xiàn)一種模塊多次使用，節(jié)省了設(shè)備投資?？删幊涕y島在這類設(shè)備中廣泛應(yīng)用，每一個(gè)基本模塊裝用一套可編程閥島。這樣，使用時(shí)可以離線同時(shí)對(duì)多臺(tái)模塊進(jìn)行可編程控制器用戶程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試。這不僅縮短了整機(jī)調(diào)試時(shí)間，而且當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以通過調(diào)試出故障的模塊，使停機(jī)維修時(shí)間最短。

20世紀(jì)后期，市場用戶希望從Festo得到技術(shù)支持：如何簡化整機(jī)上電磁閥的組裝?；诖?，F(xiàn)esto公司于1980年年底率先推出了PAL型鋁制氣路板，該板具有統(tǒng)一的氣源口。當(dāng)需安裝大量電磁閥時(shí)，氣路板顯得格外有效。其通常與Festo傳統(tǒng)系列老虎閥組合使用。為追求更簡化的電磁閥安裝方式，F(xiàn)esto又開發(fā)了PRS型氣路板（P口供氣，R、S口排氣），板上安裝2000型老虎閥。

隨著氣動(dòng)技術(shù)的普遍使用，一臺(tái)機(jī)器上往往需要大量的電磁閥，由于每個(gè)閥都需要單獨(dú)的連接電纜，因此如何減少連接電纜線就成為了一個(gè)不容忽視的問題。由于氣路板方式無法實(shí)現(xiàn)閥的電信號(hào)傳輸．因此