气动阀、调节阀、电磁阀的结构与维护

检维修分公司三门项目部气动阀、调节阀与电磁阀结构与维护检维修分公司三门项目部阮思杰1.气动阀检维修分公司三门项目部主要内容2.调节阀3.气动调节阀4.电磁阀5.气动调节阀日常维护6.电磁阀的日常维护7.电磁阀故障分析及处理8.气动调节阀的故障处理9.安全注意事项10.仪表维修工的日常维护检维修分公司三门项目部1.气动阀1.1气动阀工作原理气动阀是借助压缩空气驱动的阀门。利用压缩空气推动执行器内多组组合气动活塞运动，传力给横梁和内曲线轨道的特性，带动空芯主轴作旋转运动，压缩空气气盘输至各缸，改变进出气位置以改变主轴旋转方向，根据负载(阀门)所需旋转扭矩的要求，可调整气缸组合数目，带动负载(阀门)工作。也就是说气动阀在工作状态下只有全开或全关两种情况。气动阀检维修分公司三门项目部1.2气动执行机构气动薄膜执行机构是最常用的气动执行机构，工作原理如下图所示。将20～100kPa的标准气压信号P通入薄膜气室中，在薄膜上便产生一个向下的推力，驱动阀杆部件向下移动，调节阀门打开。与此同时，弹簧被压缩，对薄膜产生一个向上的反作用力。当弹簧的反作用力与气压信号在薄膜产生的推力相等时，阀杆部件停止运动。信号压力越大，在薄膜上产生的推力就越大，弹簧压缩量即大调节阀门的开度也就越大。气动阀检维修分公司三门项目部气动薄膜调节阀气动阀检维修分公司三门项目部2.调节阀2.1概述调节阀广泛应用于火力发电、核电、化工等流体控制场合，是工业生产过程最常用的终端控制元件。执行机构和调节阀门是组成调节阀的两大部件，执行机构根据控制信号驱动调节阀门，对通过的流体进行调节，从而改变操纵变量的数值。作为调节阀的驱动部分，执行机构在很大程度上影响着调节阀的工作性能。调节阀检维修分公司三门项目部2.2调节阀的工作原理2.2.1调节阀用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。调节阀由电动执行机构或气动执行机构和调节阀两部分组成。2.2.2执行机构可分解为两部分:力或力矩转换部件和位移转换部件。将控制器输出信号转换为调节阀的推力或力矩的部件称为力或力矩转换部件；将力或力矩转换为直线位移或角向位移的部件称为位移转换部件。调节机构将位移信号转换为阀芯和阀座调节阀检维修分公司三门项目部之间流通面积的变化，改变操作变量的数值。执行机构有不同的类型。按所使用能源，执行机构分为气动、电动和液动三类。气动类执行机构具有历史悠久、价格低、结构简单、性能稳定、维护方便和本质安全性等特点，因此，应用最广。电动类执行机构具有可直接连接电动仪表或计算机，不需要电气转换环节的特点，但价格贵、结构复杂，应用时需考虑防爆等问题。液动类执行机构具有推力（或推力矩）大的优点，便装置的体积大，流路复杂。通常，采用电液组合的方式应用于要求大推力（力矩）的应用场合。调节阀检维修分公司三门项目部2.2.3按执行机构输出的移动方向，执行机构分为正作用和反作用执行机构。正作用执行机构在输入信号增加时，阀杆向外移动。反作用执行机构在输入信号增加时，阀杆向内移动。2.2.4按执行机构输出位移的类型，执行机构分为直行程执行机构、角行程执行机构和多转式执行机构。直行程执行机构输出直线位移。角行程执行机构输出角位移，角位移小于360度，例如，转动角度为90度或60度蝶阀的执行机构。多转式执行机构与角行程执行机构类似，但转动的角位移可以达多圈。调节阀检维修分公司三门项目部2.2.5按执行机构组成部件的类型，气动执行机构分为薄膜执行机构、活塞执行机构、齿轮执行机构、手动执行机构、电液执行机构等。2.2.6按执行机构安装方式，执行机构分为直装式、侧装式。直装式执行机构直接安装在调节机构上。侧装式执行机构安装在调节机构的侧面，它通过一个增力装置来改变位移方向和作用力大小。调节阀检维修分公司三门项目部2.2.7按执行机构输出和输入的动作特性，执行机构分为比例式、比例积分式等类型。比例式执行机构的输出与输入信号之间成线性关系。比例积分式执行机构的输出是输入信号的比例和积分作用之和按执行机构输入信号的类型，执行机构分为模拟式执行机构和数字式执行机构。模拟式执行机构接收模拟信号，例如，20-100KPa的气压信号，4-20mA的标准电流信号等。数字式执行机构接收数字信号。2.2.8按阀体是否分离，调节机构分为整体阀和阀体分离阀。整体阀的阀体是一个整体；阀体分离阀的阀体可以分离，便于拆卸和进行内部清洗，进行内部衬里的更换等。调节阀检维修分公司三门项目部2.2.9按阀体的材质，调节机构分为铸铁阀、铸钢阀、黄铜阀、不锈钢阀、热塑料阀、钛阀等。2.2.10除了执行机构和调节机构外，控制阀还可以添加一些附件来配合控制阀的动作，包括阀门定位器、手轮机构、信号转换装置、阀位检测、传送装置和自锁装置等，这些附件使控制阀的功能更完善，使用更方便，应用更灵活，性能更优越。调节阀检维修分公司三门项目部3.气动调节阀3.1概述气动调节阀普遍用于石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。通常由气动执行机构、阀门、定位器等连接安装调试后形成气动调节阀。3.2工作原理气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。气动调节阀检维修分公司三门项目部3.3结构分类根据阀门动作方式可基本分为：直行程（薄膜调节阀、直行程气缸）和角行程（拨叉式、齿轮齿条式）两种方式。直行程气动执行机构有薄膜式和气缸两种。薄膜式通常单端进气、弹簧复位，对于不同的进气方向又分为气开式（进气打开阀门，失气弹簧复位关闭阀门）和气关式（进气关闭阀门，失气弹簧复位打开阀门）。由于薄膜式气动执行机构中的薄膜耐受压力较小，通常在2kg/cm以下，因此，如果应用在力矩较大的调节阀上时，就必须增加薄膜的面积，使执行机构的体积变得十分庞大；而气缸式执行机构的活塞和缸体均可以耐受较大的气源压力，而且缸体可以造得很长，因此可用在力矩大、行程长的阀门上。气动调节阀检维修分公司三门项目部但气缸也有它的缺点，由于活塞与缸体之间有相对运动，就有可能产生不可预见的磨擦力，如缸体锈蚀、密封圈张力不均匀等原因，使得执行机构卡涩造成调节失灵。而薄膜阀由于结构的特点，不会产生上述故障，这也是薄膜阀的优势。气动调节阀检维修分公司三门项目部3.4气动调节阀动作类型3.4.1气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型（AirtoOpen）是当膜头上空气压力增加时，阀门向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。故有时气开型阀门又称故障关闭型（FailtoCloseFC）。气关型（AirtoClose）动作方向正好与气开型相反。当空气压力增加时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向开启方向或全开为止。故有时又称为故障开启型（FailtoOpenFO）。气动调节阀的气开或气关，通常是通过执行机构的正反作用和阀态结构的不同组装方式实现。气动调节阀检维修分公司三门项目部3.4.2气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑。当气源切断时，调节阀是处于关闭位置安全还是开启位置安全？举例来说，一个加热炉的燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。这时，宜选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更合适。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一个用冷却水冷却的的换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热交换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后的物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处于开启位置更安全些，宜选用气关式（即FO）调节阀。气动调节阀检维修分公司三门项目部3.5气动执行机构控制装置的主要组成部件和功能3.5.1减压阀：降低控制气源压力，以适宜执行机构的工作压力；3.5.2过滤器：滤去压缩空气中的水和其他杂质，保证进入电/气转换器、定位器以及执行机构的压缩空气的清洁。许多产品是减压阀和过滤器一体化设计；3.5.3电/气转换器（E/P）：将控制系统来的4~20mA电流信号转换成（0.2~1kg/cm）的气压控制信号；气动调节阀检维修分公司三门项目部3.5.4定位器：是阀位控制的核心部件，对调节阀的阀位进行精确控制；3.5.5位置变送器：通过连杆与阀杆的位移同步产生转角移动，转换成4~20mA电信号，线性地反映阀门的开度；3.5.6行程开关：通常安装在阀门的全开和全关位置，用以发出阀门全开和全关的信号送到控制系统气动调节阀检维修分公司三门项目部3.6阀门定位器阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状态通过电信号传给上位系统。3.6.1阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气定位器、电－气阀门定位器和智能式阀门定位器。气动调节阀检维修分公司三门项目部3.6.2阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。3.7保位阀气动保位阀是气动单元组合仪表辅助单元之一。当仪表气源系统发生故障时,保位阀能自动切断调节器与阀门的通道使阀门位置在原来的位置，以保证工艺过程正常进行,直至气源事故消除，正常供气后保位阀自动打开调节器与阀门通道，恢复正常工作。因此,气动保位阀适用于重要自动控制回路中作为安全保护装置。气动调节阀检维修分公司三门项目部气动保位阀是阀位保护装置。当仪表的气源压力中断，或气源供给系统发生故障时，气动保位阀能够自动切断调节器与调节阀气室，或定位器输出与调节阀气室之间的通道，使调节阀的阀位保持原来的控制位置，以保证调节回路中工艺参数不变。这样介质的被调作用不中断，故障消除后，气动保位阀立刻恢复正常位置。气动调节阀检维修分公司三门项目部3.8减压阀工作原理如下图压缩空气经过过滤后由输入口进入输入压力室（红色部分），经过阀芯后进入输出腔室（蓝色部分）。当输出腔室的气压大于膜片上弹簧压力时，膜片向上移动，阀芯也向上移动，输入气源被阀芯隔断，输出腔室内的压缩空气通过膜片和阀芯顶部之间间隙进入排空腔室（黄色部分）由排气孔排出，使输出压力减小。当输出腔室的气压小于膜片上弹簧压力时，膜片向下移动，输入气源通过阀芯和阀座之间间隙进入输出腔室，使输出腔室内的压力上升。只有当输出压力与弹簧压力一致时，阀芯和阀座间隙固定，输出压力稳定。因此我们只要调整减压阀顶部的调整螺丝，就控制输出压力。气动调节阀检维修分公司三门项目部气动调节阀检维修分公司三门项目部3.9气动放大器3.9.1简介：气动放大器是指接收安装在气动控制阀上的定位器的输出压力，以相同压力或放大的压力给执行机构输入大流量的气源，加快控制阀动作速度的装置，克服执行机构气室容量大，传递滞后等不足。3.9.2特征通过按稳定的1:1或1:n压力供气，速度快，准确性高。旁通调节，提高控制阀的动作安全性。气动调节阀检维修分公司三门项目部气动调节阀检维修分公司三门项目部对于定位器的微小输入信号压力变化反应非常敏感，并能提供大流量气源给执行机构。采用防泄漏设计，气源没有任何泄漏。3.9.3动作原理：从减压阀输入气源压力(Supply)，信号接口输入信号压力(InputSignal)，则如上图上方膜片③和下方膜片组合件受到力一起向下移动，同时压主底盘⑨，气源通过输出口(Out)向执行机构供气，同时作用与下方膜片⑤。当出口压力和信号压力保持平衡时，输入信号和输出信号保持一定的比例关系。相反，如