气动调节阀的结构和工作原理

1、气动调节阀 常见于 钢铁行业 ，尤其广泛应用于加热炉、 卷取炉等燃烧控制系统。 本文根据气动 调节阀 的结构和工作原理对在气动调节阀在日常使用的常规维护和常见故障进行了分析研究，为设备维护和故障维修提供了参考。本文以美国博雷 (BARY)厂家生产的 S92/93 系列的 气动执行机构 为例，结合现场实际使用情况，进行了分析和总结。 阀门公称直径 DN250，介质为 混合煤气 ，气源为仪表压空，压力为 3-5Bar ，电磁阀 为 24V。1、气动调节阀的结构和工作原理1.1 、气动调节阀的结构气动调节阀由执行机构和阀体 两部分组成。1.2 、气动调节阀的工作原理气动调节阀的工作原理： 气动调节阀

2、由执行机构和调节机构组成。 执行机构是调节阀的推力部件，当调节器或 定位器 得到 4-20mA 信号时，控制电磁阀 24V 信号到，打开，使得仪表压空进入执行机构 汽缸 ，转动 阀杆使阀体动作， 当到达需要指定 开度时，位置反馈使得定位器停止信号输出， 维持当前位置。 当需要关闭阀门时， 定位器得到关闭信号，使电磁阀停止供气，汽缸靠部弹簧反作用力，使阀门关闭。当需要从满度减少开度时， 定位器输出气源压力会减弱，弹簧自身反作用力致使阀门向关闭方向动作，直至信号压力与弹簧 压力平衡 ，到达指定开度，以此来控制该介质流量。2、气动调节阀的日常维护在对气动调节阀日常点巡检中， 要注意以下几点： 一是检

3、查 仪表气源 是否正常， 检查过滤器、 减压阀 是否正常，观察压力是否在 3-5Bar; 二是观察汽缸有无漏气现象，尤其是阀杆连接处和两端盖处 ; 三是检查电磁阀是否工作正常， 有无漏气现象 ; 四是检查定位器工作是否正常，有无漏气现象 ; 五是检查所有连接部件固定螺丝是否紧牢 ; 六是尽量避免过多浮灰覆盖到执行机构上，要市场保持工作环境清洁。3、气动调节阀常见故障原因分析3.1 、气动调节阀无反馈信号气动调节阀的信号线由一对控制信号线和一对反馈信号线组成。当 PLC给阀门一个信号时，信号在调节阀的定位器中进行信号转换，通过气源压力来控制阀杆动作。阀杆的行程通过调节阀的反馈信号把阀门的开度传送

4、出去。如果气动调节阀没有反馈信号，要用 万用表 检查每个接点是否有电压。要检查线路连接是否正确，检查信号线是否损坏，检查信号线是否松动。3.2 、阀门无法关到零位阀门无法关到零位，一是实际关到零位，但反馈指示没有，这是信号问题，可通过调整定位器来解决 ; 二是实际确实没有关严，最大可能是阀门密封垫片 出现损坏，或者阀杆连接处转动收到卡阻，这就需要在检修时，将阀体拆下来更换密封垫片和对转动处加润滑油，使其可以正常工作。3.3 、阀体不动作、无信号、无气源。原因：气源未开 ; 由于气源含水在冬季结冰，导致风管堵塞或过滤器、减压阀堵塞失灵 ; 气源总管泄露。线路不正确，检查线路。、有气源，无信号。原

5、因：定位器故障 ; 电磁阀故障 ; 定位器波纹管漏气 ; 调节器膜片损坏。、定位器无气源。原因：过滤器堵塞 ; 减压阀故障 ; 管道泄漏或堵塞。、定位器有气源，无输出。原因：定位器的节流孔堵塞。、有信号、无动作。原因： 阀芯 脱落 ; 阀芯与阀杆卡死 ; 阀杆弯曲或断裂 ; 执行机构汽缸弹簧长期不用而锈死。3.4 、调节阀动作不稳定、气源压力不稳定。原因：压缩机容量太小; 减压阀故障。、信号压力不稳定。原因：控制系统的时间常数(T=RC)不适当 ; 调节器输出不稳定。、气源压力稳定，信号压力也稳定，但调节阀的动作仍不稳定。原因：定位器中放大器的球阀受脏物磨损关不严，耗气量特别增大时会产生输出震

6、荡; 定位器中放大器的喷咀挡板不平行，挡板盖不住喷咀 ; 输出管、线漏气 ; 执行机构刚性太小 ; 阀杆运动中摩擦阻力大，与相接触部位有阻滞现象。3.5 、调节阀振动、调节阀在任何开度下都振动。原因：支撑不稳：附近有振动源; 阀芯与衬套磨损严重。、调节阀在接近全闭位置时振动。原因：调节阀选大了，常在小开度下使用; 阀体介质流向与关闭方向相反。3.6 、调节阀的动作迟钝、阀杆仅在单方向动作时迟钝。原因：气动执行机构中膜片破损泄漏; 执行机构中“ O”型密封泄漏。、阀杆在往复动作时均有迟钝现象。原因：阀体有粘物堵塞 ; 由于阀杆不直导致摩擦阻力大 ; 没有定位器的气动调节阀也会导致动作迟钝。3.7

7、 、调节阀的泄漏量增大阀全关时泄漏量大。原因：阀芯被磨损，漏严重，阀未调好关不严。、阀达不到全闭位置。原因：介质压差太大，执行机构刚性小，阀关不严; 阀有异物 ; 衬套烧结。3.8 、流量可调围变小主要原因是阀芯被腐蚀变小，从而使可调的最小流量变大。【资料简介】德国 FESTO费斯托阀岛主要有几部分分类说明书费斯托 Festo 阀岛不仅确保了电控阀的布线容易， 而且也大简化了复杂系统的调试、性能的检测和诊断及维护工作。 借助现场总线高水平一体化的信息系统， 使两者的优势得到充分发挥，具有广泛的应用前景。下面为您分别说明费斯托Festo 带多针接口的阀岛、费斯托 Festo 带现场总线阀岛、费斯

8、托 Festo 模块式阀岛、费斯托 Festo 可编程阀岛。Festo 费斯托带多针接口的阀岛可编程控制器的输出控制信号、 输入信号均通过一根带多针插头的多股电缆与阀岛相连，而由传感器输出的信号则通过电缆连接到阀岛的电信号输入口上。因此，可编程控制器与电控阀、 传感器输入信号之间的接口简化为只有一个多针插头和一根多股电缆。 与传统方式实现的控制系统比较可知， 采用多针接口阀岛后系统不再需要接线盒。同时，所有电信号的处理、保护功能（如极性保护、光电隔离、防水等）都已在阀岛上实现。Festo 费斯托带现场总线的阀岛使用多针接口型阀岛使设备的接口大为简化，但用户还必须根据设计要求自行将可编程控制器的

9、输入/ 输出口与来自阀岛的电缆进行连接，而且该电缆随着控制回路的复杂化而加粗， 随着阀岛与可编程控制器间的距离增大而加长。为克服这一缺点，出现了新一代阀岛带现场总线的阀岛。现场总线（Fieldbus ）的实质是通过电信号传输方式， 并以一定的数据格式实现控制系统号的双向传输。 两个采用现场总线进行信息交换的对象之间只需一根两股或四股的电缆连接。 特点是以一对电缆之间的电位差方式传输的。 在由带现场总线的阀岛组成的系统中，每个阀岛都带有一个总线输入口和总线输出口。这样当系统中有多个带现场总线阀岛或其它带现场总线设备时可以由近至远串联连接。现提供的现场总线阀岛装备了目前市场上所有开放式数据格式约定

10、及主要可编程控制器厂家自定的数据格式约定。 这样，带现场总线阀岛就能与各种型号的可编程控制器直接相连接，或者通过总线转换器进行阀接连接。带现场总线阀岛的出现标志着气电一体化技术的发展进入一个新的阶段， 为气动自动化系统的网络化、 模块化提供了有效的技术手段， 因此近年来发展迅速。Festo 费斯托模块式阀岛在阀岛设计中引人了模块化的设计思想，这类阀岛的基本结构是：l ）控制模块位于阀岛中央。控制模块有三种基本方式：多针接口型、现场总线型和可编程型。2）各种尺寸、功能的电磁阀位于阀岛右侧，每2 个或1 个阀装在带有统一气路、电路接口的阀座上。阀座的次序可以自由确定，其个数也可以增减。3）各种电信

11、号的输入 / 输出模块位于阀岛左侧，提供完整的电信号输入/ 输出模块产品。有带独立插座、带多针插头、带ASI 接口及带现场总线接口的阀岛，带独立插座的阀岛通用性强， 对控制器无特殊要求， 配有电缆（有极性容错功能），插座上带有 LED和保护电路，分别用以显示阀的工作状态和防止过压。带多针插头的阀岛通过多感电缆将控制信号从控制器传输到阀岛， 顶盖上不仅有电气多针插头，而且还带有 LED显示器和保护电路。带 ASI 接口的阀岛，其显著的一个特点是数据信号和电源电压由同一根 2 芯电缆同时传输。电缆的形状使用户使用时排除了极性错误。 对于 ASI 接口系统，每个模块通常提供 4 个地址。因此一个 A

12、SI 阀岛可安装 4 个二位五通单控阀或 2 个二位五通双控阀。带现场总线接口的阀岛可与现场总线节点或控制器相连。 这些设备将分散的输入 / 输出单元串接起来，最多可连接 4 个分支。每个分支可包括 16 个输入和16 个输出，连接电缆同时输电源和控制信号。也就是说，它适合控制分散元件，使阀尽可能安装在气缸附近， 其目的是缩短气管长度， 减小进排气时间， 并减少流量损失。Festo 费斯托可编程阀岛鉴于模块式生产成为目前发展趋势， 同时注意到单个模块以及许多简单的自动装置往往只有十个以下的执行机构， 于是出现了一种集电控阀、 可编程控制器以及现场总线为一体的可编程阀岛，即将可编程控制器集成在阀

13、岛上。所谓模块式生产是将整台设备分为几个基本的功能模块，每一基本模块与前、后模块间按一定的规律有机地结合。 模块化设备的优点是可以根据加工对象的特点，选用相应的基本模块组成整机。 这不仅缩短了设备制造周期， 而且可以实现一种模块多次使用，节省了设备投资。可编程阀岛在这类设备中广泛应用，每一个基本模块装用一套可编程阀岛。 这样，使用时可以离线同时对多台模块进行可编程控制器用户程序的设计和调试。 这不仅缩短了整机调试时间， 而且当设备出现故障时可以通过调试出故障的模块，使停机维修时间最短。20 世纪后期，市场用户希望从 Festo 得到技术支持：如何简化整机上电磁阀的组装。基于此， Festo 公司于 1980 年年底率先推出了 PAL型铝制气路板，该板具有统一的气源口。 当需安装大量电磁阀时， 气路板显得格外有效。 其通常与 Festo 传统系列老虎阀组合使用。为追求更简化的电磁阀安装方式， Festo 又开发了 PRS型气路板（ P 口供气， R、 S 口排气），板上安装 2000 型老虎阀。随着气动技术的普遍使用， 一台机器上