在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)閥是其常用的執(zhí)行器??刂七^(guò)程是否平穩(wěn)取決于調(diào)節(jié)閥能否準(zhǔn)確動(dòng)作,使過(guò)程控制體現(xiàn)為物料能量和流量的精確變化。所以,要根據(jù)不同的需要選擇不同的調(diào)節(jié)閥。選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥是管路設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題,也是保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)安全和平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。
調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成,接受調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)的控制信號(hào),用來(lái)改變被控介質(zhì)的流量,使被調(diào)參數(shù)維持在所要求的范圍內(nèi),從而達(dá)到過(guò)程控制的自動(dòng)化。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照驅(qū)動(dòng)形式分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)3種。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠,性能穩(wěn)定,價(jià)格低,維護(hù)方便,防火防爆等優(yōu)點(diǎn),在許多控制系統(tǒng)中獲得了廣泛地應(yīng)用。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖然不利于防火防爆,但其驅(qū)動(dòng)電源方便可取,且信號(hào)傳輸速度快,便于遠(yuǎn)距離傳輸,體積小,動(dòng)作可靠,維修方便,價(jià)格便宜。液動(dòng)執(zhí)行器的推力最大,調(diào)節(jié)精度高,動(dòng)作速度快,運(yùn)行平穩(wěn),但由于設(shè)備體積大,工藝復(fù)雜,所以目前使用不多。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)不論是何種類型,其輸出力都是用于克服負(fù)荷的有效力(主要是指不平衡力和不平衡力矩、摩擦力、密封力及重力等有關(guān)力的作用)。因此,為了使調(diào)節(jié)閥正常工作,配用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)要能產(chǎn)生足夠的輸出力來(lái)克服各種阻力,保證高度密封和閥門(mén)的開(kāi)啟。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力確定后。應(yīng)根據(jù)工藝使用環(huán)境要求,選擇相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有防爆要求時(shí),應(yīng)選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),且接線盒為防爆型。如果沒(méi)有防爆要求,則氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可選用,但從節(jié)能方面考慮,應(yīng)盡量選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于要求調(diào)節(jié)精度高,動(dòng)作速度快和運(yùn)行平穩(wěn)的工況,應(yīng)選用液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
綜合各類執(zhí)行器的特點(diǎn),自動(dòng)控制系統(tǒng)普遍采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小的 ZAZ 直行程類及 ZAJ 角行程類,3610L(R) 型電子式及SKD型多轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡管在結(jié)構(gòu)上不完全相同,但基本結(jié)構(gòu)都包括放大器、可逆電機(jī)、減速裝置、推力機(jī)構(gòu)、機(jī)械限位組件、彈性聯(lián)軸器和位置反饋等部件(圖 1)。
圖1 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方框圖
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般需要與伺服放大器配套,接受調(diào)節(jié)器的信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過(guò)伺服放大器放大后轉(zhuǎn)換為三位繼電信號(hào),控制可逆電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),使閥開(kāi)啟或關(guān)閉。
調(diào)節(jié)閥門(mén)是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),它根據(jù)控制信號(hào)的要求而改變閥門(mén)開(kāi)度的大小來(lái)調(diào)節(jié)流量,是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件。調(diào)節(jié)閥門(mén)主要由上下閥蓋、閥體、閥瓣、閥座、填料及壓板等部件組成。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,閥門(mén)主要的調(diào)節(jié)介質(zhì)為水和蒸汽等。在壓力比較低,使用情況單一的情況下,常用的調(diào)節(jié)閥有直通調(diào)節(jié)閥、三通調(diào)節(jié)閥和蝶閥等。