竺港閥業(yè)-天竺閥門(mén)-控制閥門(mén)的設計探討

作者:    瀏覽人數：44   日期：2023-10-07 15:48

控制閥門(mén)又叫做閥門(mén)，在運送流體的過(guò)程中起著(zhù)非常重要的控制作用。其中具有代表性的便是安全閥門(mén)，控制閥門(mén)的存在，為流體運輸過(guò)程中的工作人員的人身安全及設備的安全性提供了保障，筆者便就安全閥門(mén)的設計進(jìn)行研究，就此來(lái)研究控制閥門(mén)的設計。

 

安全閥作為鍋爐等受壓設備中最為重要的安全設備而廣泛應用于社會(huì )生活中，保障著(zhù)設備和人身安全。不過(guò)在現實(shí)閥門(mén)設計過(guò)程中仍存在著(zhù)許多問(wèn)題，致使在安全閥門(mén)應用的過(guò)程中故障頻出，難以保障安全性，本文就安全閥門(mén)的設計研究來(lái)探討安全閥門(mén)的設計問(wèn)題。

 
　　1定位器 

　　氣動(dòng)操作的閥門(mén)依靠定位器來(lái)接受由過(guò)程控制器提供的一個(gè)輸入信號并把它轉換成閥門(mén)行程。這些儀表可提供三種配置：（1）氣動(dòng)式-一個(gè)氣動(dòng)信號（通常3-15psig）被供應給定位器。這個(gè)定位器把它轉化成一個(gè)要求的閥門(mén)位置，并提供給閥門(mén)執行機構達到這個(gè)位置所需要的氣源壓力以把閥門(mén)移到正確的位置。（2）模擬式I/P-這種定位器具有與上面的定位器相同的功能，但是它使用電流（通常4-20毫安）而不是氣源作為輸入信號。（3）數字式-盡管這種定位器在功能與上面介紹的模擬式I/P定位器非常類(lèi)似，但是不同點(diǎn)在于電氣信號的轉換是數字式的而非模擬式的。數字式產(chǎn)品又包括三種類(lèi)型：①數字式不通信-一個(gè)電流信號（4-20毫安）供應給定位器。它驅動(dòng)電子模塊并控制輸出。②HART-這與數字式不通信定位器是一樣的，但是它能夠在與用于模擬信號相同的導線(xiàn)上進(jìn)行雙向數字通信。③現場(chǎng)總線(xiàn)—這種定位器接受基于數字的信號并使用數字式電子線(xiàn)路配合機械部件來(lái)定位閥門(mén)。全數字控制信號取代模擬控制信號。另外，在相同的導線(xiàn)上進(jìn)行雙向數字通信也是可能的。這種現場(chǎng)通信技術(shù)向現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的轉移通過(guò)改善控制結構、增加生產(chǎn)能力和減少接線(xiàn)而使最終用戶(hù)受益。

　　使用模擬式的內置I/P定位器或數字式控制器這一種儀表，代替氣動(dòng)定位器和轉換器兩種儀表的組合，會(huì )大大節約成本。把軟件命令植入裝置的記憶模塊的能力代表著(zhù)數字式與模擬式I/P定位器層次之間的真正區別。這種能力可以實(shí)現閥門(mén)的自動(dòng)組態(tài)和設置。最重要的是它可以實(shí)現雙向通信以進(jìn)行過(guò)程、閥門(mén)和儀表的診斷。

　　使用數字式閥門(mén)控制器會(huì )減少回路調試成本，包括安裝和校驗。數字式閥門(mén)控制器會(huì )自動(dòng)使用診斷以維持回路性能水平，并通過(guò)減小過(guò)程偏差度來(lái)改善過(guò)程控制。除此之外，數字式閥門(mén)控制器還有有兩個(gè)方面使得它們特別具有吸引力：（1）自動(dòng)校驗和組態(tài)。跟傳統的零位和量程調校相比，可以取得明顯的時(shí)間節約。（2）閥門(mén)診斷。通過(guò)集散式控制系統（DCS）、PC軟件工具、或手操通訊器，用戶(hù)能夠當閥門(mén)在線(xiàn)時(shí)診斷閥門(mén)的健康狀況。

　　過(guò)去，現場(chǎng)人員在FlowScannerTM系統的幫助下，可以通過(guò)一系列的離線(xiàn)測試來(lái)診斷一個(gè)閥門(mén)的健康狀況。FlowScanner系統由端口、計算機和行程、人力傳感器組成。傳感連接至閥門(mén)，可以進(jìn)行離線(xiàn)狀態(tài)的診斷測試。一個(gè)有經(jīng)驗維護人員能決定閥門(mén)是否繼續使用或進(jìn)行維修

　　數字儀表能夠延伸這種服務(wù)，具有額外的增強功能：因為傳感器是儀表的一部分，測試可隨時(shí)進(jìn)行。現在能夠通過(guò)HART或現場(chǎng)總線(xiàn)遠程地診斷閥門(mén)的健康狀況。在線(xiàn)診斷使得預見(jiàn)性維護成為可能。 

　　這些優(yōu)點(diǎn)對于我們現場(chǎng)應用極其重要。這種遠程能力可以實(shí)現閥門(mén)監視并向我們和閥門(mén)生產(chǎn)商報告設備的運行情況。如今我們以前所未有的水準診斷閥門(mén)的情況。預見(jiàn)性維修成為可能。當閥門(mén)工作時(shí)我們可以實(shí)時(shí)監控以了解它的性能。閥門(mén)性能隨使用時(shí)間增長(cháng)而下降，對閥門(mén)性能的監視使我們可以預測何時(shí)必須替換或維修閥門(mén)。

 
　　2限位開(kāi)關(guān) 

　　限位開(kāi)關(guān)向集散式控制系統，或驅動(dòng)信號燈、小型電磁閥、繼電器或報警器提供離散型輸入。凸輪操作型限位開(kāi)關(guān)典型地與兩至四個(gè)單獨的由閥桿運動(dòng)操作的開(kāi)關(guān)一起使用。安裝在執行機構旁邊的組件包含這些開(kāi)關(guān)。每一個(gè)開(kāi)關(guān)可以單獨地調整，可以提供信號給交流或直流系統。其它類(lèi)型的安裝在閥門(mén)上的限位開(kāi)關(guān)也有這種作用。 

　　3電磁閥組 

　　執行機構的類(lèi)型和需要的失效安全工作模式?jīng)Q定了電磁閥的正確選擇。電磁閥可以用在雙作用活塞或單作用薄膜執行機構上。 

　　4供氣壓力調節器

　　供氣壓力調節器，通稱(chēng)為空氣組件，減小供應給閥門(mén)定位器和其它控制設備的現場(chǎng)氣源壓力。常用的經(jīng)過(guò)減壓的氣源壓力有20、35和60psig。調壓器可以集成式地安裝在定位器上、或用螺紋接管套或用螺栓安裝在執行機構上。

　　5氣動(dòng)鎖定系統 

　　氣動(dòng)鎖定系統與控制閥一起使用，在失去供氣壓力時(shí)鎖定執行機構當前的負載壓力。這些裝置可以與儲氣罐一起使用，在失去氣源壓力時(shí)把閥門(mén)移至全開(kāi)或全閉位置。在供氣壓力恢復后，正常操作會(huì )自動(dòng)地繼續。在功能上類(lèi)似的結構也可以提供給使用薄膜執行機構的控制閥。

 
　　6電-氣轉換器

　　轉換器接受一個(gè)直流輸入信號，并使用一個(gè)力矩馬達、噴嘴擋板和氣動(dòng)放大器把這個(gè)電氣信號轉換成一個(gè)成比例的氣動(dòng)輸出信號。噴嘴壓力操縱放大器，并與力矩馬達的反饋波紋管相連接以進(jìn)行輸入信號與噴嘴壓力之間的比較。電-氣轉換器可以直接安裝在閥門(mén)上，并且不需要另外的氣量增大器或定位器就可以使閥門(mén)工作。 

　　7電-氣閥門(mén)定位器 

　　電-氣定位器用在電氣控制回路里操作氣動(dòng)薄膜控制閥執行機構。該定位器接受一個(gè)4-20毫安的直流輸入信號，并使用一個(gè)I/P轉換器、噴嘴擋板和氣動(dòng)放大器把這個(gè)輸入信號轉換成一個(gè)氣動(dòng)輸出信號。這個(gè)輸出信號直接作用于執行機構膜片，產(chǎn)生一個(gè)與輸入信號成比例的閥芯位置。閥芯位置通過(guò)機械裝置反饋給閥芯位置與輸入信號的力矩比較過(guò)程。分程操作能力可以在部分輸入信號范圍內提供執行機構的全行程動(dòng)作。

　　8結語(yǔ)

　　隨著(zhù)閥門(mén)行業(yè)重組步伐的加快，未來(lái)行業(yè)將是閥門(mén)產(chǎn)品質(zhì)量安全和產(chǎn)品品牌之間的競爭，產(chǎn)品向高技術(shù)、高參數、耐強腐蝕、高壽命方向發(fā)展，只有通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng )新，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，進(jìn)行技術(shù)改造，才能逐步提高產(chǎn)品技術(shù)水平，滿(mǎn)足國內裝置配套，全面實(shí)現閥門(mén)的國產(chǎn)化。