電/氣閥門定位器

電/氣閥門定蒞器實際上是電/氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器的紲合.先看電/氣轉(zhuǎn)換器的動作原理。

1.電/氣轉(zhuǎn)換器

為了使氣動調(diào)節(jié)閥能夠接收電動調(diào)節(jié)器的輸出信號，必須把標準電流信號轉(zhuǎn)換為標準氣壓信號。所以，電/氣轉(zhuǎn)換器的作用是將4?20mA的電流信號轉(zhuǎn)換成20?100kPa的標準氣壓信號。圖4-24為電/氣轉(zhuǎn)換器的外形。

如圖4-25所示，由電動調(diào)節(jié)器送來的電流I通入線圈中， 該線圈能在*磁鐵的氣隙中自由地上下移動。當輸入電流I增大時，線圈與磁鐵產(chǎn)生的吸力增大，使杠桿作逆時針方向轉(zhuǎn)動，并帶動安裝在杠桿上的擋板靠近噴嘴，使噴嘴擋板機構(gòu)的背壓升高，并經(jīng)氣動功率放大器放大后產(chǎn)生20?100kPa的輸出壓力P,完成電/氣轉(zhuǎn)換器。與此同時，該壓力還作為反饋信號作用于波紋管使杠桿產(chǎn)生向上的反饋力矩，與電磁力矩相平衡，構(gòu)成力平衡式電/氣轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。彈簧的作用是用來調(diào)整輸出零點，移動波紋管的安裝位置可調(diào)整量程，重錘的作用是用來平衡杠桿的重量，使其在各種安裝位置都能準確地工作，這種轉(zhuǎn)換器的錆度可達到0.5級。

2.閥門定位器

在圖4-2所示的氣動執(zhí)行器中，閥桿的位移是由作用到薄膜上的推力與彈簧反作用力動 態(tài)平衡后確定的。為了防止閥桿引出處的泄漏，填料總壓得很緊，致使摩擦力可能很大。此外，由于種種原因，被調(diào)節(jié)流體對閥芯的作用力也可能相當大。所有這些都會影響執(zhí)行機構(gòu)與輸入信號之間的定位關(guān)系，使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生回環(huán)特性，嚴重時可能造成系統(tǒng)振蕩。因此，在執(zhí)行機構(gòu)工作條件差及要求調(diào)節(jié)質(zhì)量高的場合，都在執(zhí)行機構(gòu)前加裝閥門定位器。其框圖如圖4-26所示。由圖可見，借助于閥桿位移負反饋，使調(diào)節(jié)閥能按輸入信號的確定自己的開度。其工作原理前面己經(jīng)敘述不再累述。

3.電/氣閥門定位器

電/氣閥門定位器具有電/氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器的雙重作用。電汽閥門定位器的結(jié)構(gòu)形式有多種，下面介紹的一種也是按力矩平衡原理工作的，主要由接線盒組件、轉(zhuǎn)換組件、氣路組件及反饋組件4部分組成。

(1)接線盒組件由接線盒、端子板及電纜引線等部分組成。對于一般型和安全火花型無隔爆要求，而對于安全隔爆復合型則采取了隔爆措施。

(2)轉(zhuǎn)換組件包括*運鋼、線圈、杠桿、噴嘴、擋板及調(diào)零裝置等部件。其作用是將電流信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號。 

(3) 氣路組件包括氣動放大器、氣阻、壓力表及自動-手動切換閥等部件實現(xiàn)氣壓信號放大和自動-手動切換的功能。

(4) 反饋組件包括反饋彈簧、反饋拉桿、反饋壓板等部件。它的作用是平衡電磁矩，并保證閥門定位器輸出與輸入的線性關(guān)系。

電氣閥門定位器整個機體部分被封裝在涂有防腐漆的外殼中，外殼部分應(yīng)具有防水、防塵等功能。圖4-27為電/氣閥門定位器的工作原理示意圖。

將來自調(diào)節(jié)器@他單元的4?20mADC電流號輸入到轉(zhuǎn)換組件的線圈6、7中，由于線圈兩側(cè)各有一塊極性方向相同的*磁鋼5，所以線圓產(chǎn)生的磁場和*磁鋼的恒定磁場，共同作用在線圈中間的可動鐵芯即杠桿3上，使紅桿產(chǎn)生位移。

當輸入信號增加時，杠桿向下運動（即作逆時針偏轉(zhuǎn)），固定在杠桿上的擋板2便靠近噴嘴1，使放大器背壓升高，經(jīng)放大后輸出氣壓也隨之升高。此輸出作用在膜頭上， 使閥桿向下運動。閥桿的位移通過反饋拉桿10轉(zhuǎn)換為反饋軸13和反饋壓板14的角位移，并通過調(diào)量程支點15作用于反饋彈簧8上，該彈簧被拉伸，產(chǎn)生一個反饋力矩，使杠桿順時針偏轉(zhuǎn)。當反饋力矩和電磁力矩相平衡時，閥桿就穩(wěn)定在某一位置，從而實現(xiàn)了閥桿位移與輸入信號電流成比例的關(guān)系。調(diào)整調(diào)量程支點的位置，可以滿足不同閥桿行程的要求。

除了能克服閥桿上的摩擦力、消除流體作用力對閥位的影響，提高執(zhí)行器的靜態(tài)精度外，由于它具有深度負反饋，使用了氣動功率放大器，增加了供氣能力，因而提高了調(diào)節(jié)閥的動態(tài)功能，加快了執(zhí)行機構(gòu)的動作速度。在需要的時候，還可通過改變機械反饋部分凸輪的形狀，修改調(diào)節(jié)閥的流量特性，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的控制要求。