气动阀门定位器工作原理要点.pdf
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1、气动阀门定位器工作原理 气动阀门定位器是按力平衡原理设计工作的,其工作原理方框见上图所示,它是按力平衡原 理设计和工作的。 如图上图所示当通入波纹管的信号压力增加时,使杠杆2 绕支点转动,档板靠近喷嘴, 喷嘴背压经放大器放大后,送入薄膜执行机构气室,使阀杆向下移动, 并带动反馈杆 (摆杆) 绕支点转动,连接在同一轴上的反馈凸轮(偏心凸轮)也跟着作逆时针方向转动,通过滚轮 使杠杆 1 绕支点转动, 并将反馈弹簧拉伸、弹簧对杠杆2的拉力与信号压力作用在波纹管上 的力达到力矩平衡时仪表达到平衡状态。此时,一定的信号压力就与一定的阀门位置相对应。 以上作用方式为正作用,若要改变作用方式,只要将凸轮翻转
2、,A 向变成 B 向等, 即可。 所谓正作用定位器,就是信号压力增加,输出压力亦增加;所谓反作用定位器,就是信号压 力增加,输出压力则减少。 一台正作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现反作用执行机构的动作;相反, 一台反作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现正作用执行机构的动作。 ZPD-2000系列电气阀门定位器 ZPD-2000系列电气阀门定位器是根据国际先进的同类型产品,集多年成功的专业制造经验 和先进的应用技术,经过消化吸收和针对(老产品)ZPD-2000 型系列电气阀门定位器加以 综合改进的产品,并积极贯彻ISO9001 质量保证体系, 具有一定的先进性,符合国际标准要 求
3、的一种新型定位器。 一、产品的功能用途和适应范围: 1、产品的功能用途: ZPD-2000 系列电气阀门定位器是各种气动执行器的主要配套仪表。 它与气动调节阀配套使用,构成闭环控制回路。用以提高调节阀的控制精度。克服填料函与 阀杆的磨擦力, 克服介质压差对调节阀阀芯不平衡力。提高阀门动作速度,可实现分程控制 (段幅信号)。可改变阀的作用方式,可控制非标操作压力的各类型气动执行机构。 2、 适应范围: ZPD-2000 系列是自动化控制装备中的控制器,它广泛应用于石油。化工、 电站、冶金、轻工等工业部门。 二、产品型号规格及主要技术指标 ZPD-2000系列定位器型号规格基本对照表 型号 防爆
4、型式 输入信号 mA.DC 气源压力 Mpa 输出压力 Mpa(标准状态 ) 执行 机构 输出行 程和范 围 耗气量 (标准 状态) 类似型号 Z P D -2111 d 隔 爆 4-20 0.14 0.02-0.1 气动 薄膜 式 450L/h ZPD-1111 ZPD-1112 -2112 0.25 0.04-0.2 -2113 0.30;0.34 0.08-0.2 ZPD-2000系列定位器型号规格基本对照表 ?Z ?P ?D -2121 e 增安 4-12 12-20 0.14 0.02-0.1 气动 薄膜 式 直行程 10-100mm 或 角 行程 0- 90等 (直连式) 450L
5、/h ZPD-1121 -2122 0.25 0.04-0.2 ZPD-1122 -2123 0.30 ; 0.34 0.08-0.2 -2131 0-10 0.14 0.02-0.1 ZPD-01 0-5 0.55 -2141 i 本 安 5-10 -2211 4-20 0-0.5 气动 活塞 式 3600L/h ZPD-1211 -2221 4-12 12-20 ZPD-1221 -2231 0-10 ZPD-02 例: 1 ZPD-2111d:表示配气动薄膜式、 输入信号 4-20 mA.DC 、 输入压力(信号): 0.02-0.1Mpa, 防爆等级d: 隔爆型d BT6,兼容老防爆等
6、级标准B3d、直行程、单作用电气阀门定位 器。 例:2 ZPD-2211i: 表示配气动活塞 (气缸) 式、输入信号: 4-20 mA.DC 、输出压力 (信号) : 0-05Mpa、防爆等级i, 本质安全型: is CT6, 兼容老防爆等级标准H e 、 双作用电气 阀门定位器。 1. 主要技术指标 (1) 基本误差: 1% (单作用); 2% (双作用) (2) 回 差: 1% (单作用); 2% (双作用) (3) 死 区: 0.4%(单作用);0.8%(双作用) (4) 额定行程: 0-(10-100 )mm. 角行程(转行程)0- (50、75、90) (5) 气源压力: 0.14-
7、0.55Mpa (6) 输入信号: 4-20mA.DC(标准型、常规产品) (4-12mA.DC、12-20 mA.DC )、0-10A. 变 型产品( 0-5 mA.DC、5-10mA.DC) (7) 输出压力: 0.02-0.5Mpa (8) 耗 气 量:单作用执行器450L/h (供气 0.14Mpa); 双作用执行器3600L/h (供气 0.55Mpa) (9) 输出特性:线性常规性;(等百分比,非线性特殊型) (10) 环境温度: - 35+60(本质安全型为- 20+60) (11) 相对湿度: 5%-100% (12) 防爆(防护)型式(等级):隔爆型d (d BT6); 曾安
8、型e(e T6); 本质安全型 I (ia CT6) (13) 输入阻抗: 4-20mA.DC/300 10(20时);0-10 mA.DC/100030(20时) (14) 气源接口: M10 1,联接铜管为61(标准型) (15) 电源接口: M22 1.5 ,电源接头口M22 1.5 壹只 (16) 外壳材料:铝合金喷涂工艺处理 (17) 外形尺寸: 203160105(mm )(长宽高 ) ,安装尺寸为中心距50mm的两只 M8 螺孔。 (18) 重 量: 2.8kg 三、工作原理 3.1 ZPD-2000 系列电气阀门定位器是按力平衡原理设计工作的,其工作原理方框见(图一) 图中:
9、1:输入电流P 背:喷咀挡板背压增加 M1: 电磁力矩P 出:输出压力增加 M2: 反馈力矩h行:阀门行程增加M :电磁力矩增加Q 反馈转角增加 3.2 ZPD-200 系列基本工作原理 如图二所示当从电动调节器来的电流信号,输入到力矩马达组件的线圈(1)时,在例句马 达的气隙中产生一个磁场,它与永久磁铁产生的磁场共同作用,使衔铁(2)产生一个向左 的力,主杠杆(衔铁)(2)绕支点( 15)转动,挡板(13)靠近喷嘴( 14),喷嘴背压经 放大器( 16)放大后,送入薄膜执行机构气室(8),使阀杆向下移动,并带动反馈杆(9) 绕支点( 4)转动,连接在同一轴上的反馈凸轮(5)作逆时针方向转动,
10、通过滚轮(10)使 付杠杆( 6)绕支点( 7)转动,并将反馈弹簧(11)拉仲、弹簧(11)对主杠杆(2)的拉 力与力矩马达作用在主杠杆上的力矩相等时,杠杆系统达到平衡状态。此时, 一定的信号电 流就与一定的阀门位置相对应。弹簧(12)是作调整零位用的。以上作用式为正作用,弱要 改变作用方式,只要将凸轮翻转,A向变成 B向等,即可。 所谓正作用定位器,就是信号电流增加,输出压力亦增加;所谓反作用定位器,就是信号电 流增加, 输出压力侧减少。一台正作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现反作用执 行机构的动作: 相反,一台反作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现正作用执行机 构的动作。 四
11、、机械结构 ZPD-2000系列电气阀门定位器的整体结构,如(图例)所示。主要由壳体、气路板、接线 盒、力矩马达、气动放大器(单作用、双作用)、喷咀、挡板、反馈弹簧臂、量程调节、内 部零部件、外调零部件及反馈部件等零部件组成。 五、防爆型及防爆措施 1. 防爆型式 (d)隔爆型:防爆(Ex)标志d d BT6 ( 老标志B3d) (e) 增安型:防爆(Ex)标志e e T6 ( 老标志Aoe) (i) 本安型:防爆(Ex)标志I ia CT6 ( 老标志H e) 2. 防爆措施 (a)防爆型电气阀门定位器符合GB3836.1-83 爆炸性环境用防爆用气设备通用要求及GB3836.2-83 爆炸
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