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控制阀的三断保护及分析(二)

Publish Time:2015/5/12 13:16:10
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三、电-气转换器+气动阀门定位器方案(控制阀配用电-气转换器+气动阀门定位器)


      其具体方案见图3 



图3


      本方案主要由气动控制阀、模拟气动阀门定位器、电-气转换器、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。其工作原理如下:


      1、断气源:当控制系统气源故障(失气)时,用于控制气源丢失的气动保位阀自动关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。


      2、断信号:当控制系统信号故障(失信号)时,电-气转换器的输出信号压力同步丢失,用于控制信号丢失的气动保位阀自动关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于输入信号的最小值时启动。


      由于本方案没有电源,故无断电源保护。


      位置反馈信号由阀位信号返回器给出。


      本方案的优点:无需电源保护,只实现两断保护即可,可用于防爆要求严格的场合。


      本方案的缺点:断信号保护时,有极短时的滞后,配用附件较多,安装、调试比方案(一)复杂一些,阀位反馈需另配阀位信号返回器,在配用手轮的情况下,比较复杂。


      四、模拟气动阀门定位器方案(控制阀配用模拟气动阀门定位器)


      其具体方案见图4 



图4


      本方案主要由气动控制阀、模拟气动阀门定位器、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。其工作原理如下:


      1、断气源:当控制系统气源故障(失气)时,用于控制气源丢失的气动保位阀自动关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。


      2、断信号:当控制系统信号故障(失信号)时,用于控制信号丢失的气动保位阀自动关闭,将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内,输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡,气动控制阀的阀位保持在故障位置。该保位阀应设定在略低于输入信号的最小值时启动。断信号保护时,有一定的滞后,滞后的时间与气动信号管线的长短有关。


      由于本方案没有电源,故无断电源保护。


      位置反馈信号由阀位信号返回器给出。


      本方案的优点:配用附件较少,方便安装、调试。整体造价较低,可用于防爆要求特别高的场合。


      本方案的缺点:断信号保护时,有一定的滞后,滞后的时间信号管线的长短有关。阀位反馈需另配阀位信号返回器,在配用手轮的情况下,比较复杂。只适用于气动信号场合。


      五、智能电动控制阀方案


      智能电动控制阀是由智能电动执行机构与阀门组成,智能电动执行机构本身具有断电源保位功能,断信号时可选择保持原位、全关、全开的功能。并且本身带有阀位信号返回功能。应用范围较广。(工作原理图略)


      本方案的优点:无需接入气源,只实现两断保护即可。占用空间较小。安装、调试比较方便、简单、快捷。“两断"保护启动时,系统反应较快,动作迅速。阀门本身具有阀位信号返回功能,无需另装阀位信号返回器。


      本方案的缺点:整体造价较高,在防爆要求特别严格的场合,使用受限。


      以上方案是三断保护方案的最基本的方案,且在三断时,阀门保持在原位置(保位)。


      如果需要其它保护方式,可在以上方案上变化即可。


      下面介绍一种气源故障(失气)时,双作用阀门实现全开或全闭的保护方案。见图5



图5


      本方案主要由控制阀、气控换向阀、定位器、自锁阀、单向阀、减压阀、储气罐等组成。其工作原理如下:


      当控制系统气源故障(失气)时,自锁阀(其作用方式与保位阀相反)自动打开,将气控换向阀的控制气源撤消,气控换向阀的滑阀在弹簧的作用下复位,两个气控换向阀中的其中一个排气,另一个进气,单向阀关闭,气源由储气罐中储存的气源向阀门供气,从而实现阀门的全关或全开。全关或全开的转换可通过调整气控换向阀的连接方式实现。


      如果要实现阀门保位,加装气动保位阀并改变管路连接,用自锁阀直接控制保位阀,取消气控换向阀、单向阀、储气罐即可。


      若要实现断气源时,能够保证阀门有若干次的动作,可采用以下方案。见图6  



图6


      本方案由储气罐、单向阀、闭锁阀、截止阀等组成。其工作原理如下:


      当气源故障(失气)时,单向阀关闭,闭锁阀失气,在闭锁阀的滑阀在弹簧的作用下复位,气路换向,断开系统的气源管路,接通储气罐管路,由储气罐向阀门供气,以保证阀门有若干次动作,实现连续控制的目的。由于储气罐的容量有限,且储气罐中的气源压力随着阀门动作不断下降,不可长期使用储气罐为阀门供气。本方案配用储气罐的容量应比一般保护用储气罐的容量大。本方案在断气源时,阀门动作的次数与储气罐的容量有关。


      以上列出的若干种保护方案只是几种基本形式,若要实现不同的保护目的可在上述方案中适当修改。由于所列方案各有优、缺点,在实际使用中,应根据现场的具体情况,可按实际需要选用不同的方案。对于三断保护,在预算可能的情况下,综合各种因素,笔者推荐方案(一)、方案(五)。  

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