氣動式閥門定位器的安裝與校驗(yàn)

摘 要：介紹了氣動式閥門定位器的工作原理，闡述了氣動式閥門定位器的安裝和校驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：氣動式定位器；氣動式執(zhí)行機(jī)構(gòu)；調(diào)節(jié)閥；安裝；校驗(yàn)

1 概述

氣動式閥門定位器作為一種經(jīng)典的控制閥輔助元件廣泛應(yīng)用于石油化工等行業(yè)，它通常與彈簧式薄膜氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合使用，能夠有效的提高調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)質(zhì)量。其調(diào)試方法與模擬式I/P定位器及數(shù)字式定位器相比略顯復(fù)雜，但仍需現(xiàn)場工程技術(shù)人員掌握、熟悉。下面就以FISHER的3582系列閥門定位器為例講述一下其安裝與校驗(yàn)方法。

2 工作原理

圖2的工作原理圖介紹了3582系列的正作用氣動閥門定位器的工作原理，如圖氣源壓力接到83L型氣動放大器，氣動放大器內(nèi)的固定節(jié)流孔限制噴嘴的流量，這樣當(dāng)擋板沒有擋住噴嘴時，空氣能夠排放的比進(jìn)氣速度要快。

從控制設(shè)備來的輸入信號連接到波紋管。當(dāng)輸入信號增大時，波紋管膨脹并推動平衡梁，平衡梁圍繞輸入軸轉(zhuǎn)動，使擋板靠近噴嘴。噴嘴壓力增加，然后通過氣動放大器的作用，使薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入壓力增大，使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向下移動。推桿的移動通過一個凸輪反饋到平衡梁。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時，平衡梁圍繞反饋支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，并移動擋板使其離開噴嘴。噴嘴壓力減少，并降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入壓力，推桿繼續(xù)下移，使擋板離開噴嘴，直到達(dá)到平衡。

當(dāng)輸入信號減少時，波紋管收縮（在內(nèi)部量程彈簧的幫助下），平衡梁圍繞輸入軸旋轉(zhuǎn)，從而移動擋板，使其離開噴嘴。噴嘴壓力減少，因而氣動放大器允許膜蓋里的壓力釋放到空氣中去。執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿向上移動。通過凸輪，推桿的移動被反饋到平衡梁去重新定位擋板，使其更靠近噴嘴。當(dāng)達(dá)到平衡條件時，推桿停止移動，擋板被定位，防止膜蓋里的壓力進(jìn)一步降低。

對于反作用單元，工作原理是類似的，只不過當(dāng)輸入信號增加時，膜蓋中的壓力降低。反之，輸入信號減少時，膜蓋中的壓力增加。

3 安裝

在安裝閥門定位器時關(guān)鍵是確定行程銷在旋轉(zhuǎn)軸臂槽內(nèi)的位置

圖3 轉(zhuǎn)動反饋部件和典型閥桿連接

（1） 手動加載減壓閥將執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位在行程的中間位置。（2）如圖3所示，將行程銷（件號60）的圓形末端置于旋轉(zhuǎn)軸臂（件號2）的槽內(nèi)。（3） 將行程銷的方形端置于銷孔和銷栓（件號59和61）中。再將銷孔和銷栓插入連接臂（件號48）的槽中，在銷栓（件號59）上旋上螺母（件號62），但不要過緊。（4）當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在行程中部時，提升旋轉(zhuǎn)軸臂以使其上的0指針刻度與圖4所示的外殼上指示刻度對齊。（5）定位行程銷使它與連接臂垂直，并對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)軸臂上正確的執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿行程刻度。旋緊螺母（圖3中件號62）。（6）校驗(yàn)行程銷位置。

·對標(biāo)準(zhǔn)行程銷的設(shè)定（行程銷的位置設(shè)置等于整個執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程）：在每一個行程的末端，標(biāo)注執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，旋轉(zhuǎn)軸臂的30度指針刻度應(yīng)該與殼體上指針刻度對齊。如果沒有對齊，將螺母（件號62）放松些，讓行程銷（件號60）在旋轉(zhuǎn)軸臂槽內(nèi)滑動，直到它的30度刻度標(biāo)記對準(zhǔn)外殼上的刻度標(biāo)記。要保證行程銷與連接臂垂直。調(diào)整后，旋緊螺母，重新檢查一下旋轉(zhuǎn)臂在行程中部的情況。如果0刻度沒有對齊，重復(fù)上述過程。

·對特殊行程銷的設(shè)定（行程銷的位置設(shè)定值大于整個行程機(jī)構(gòu)的行程）：用與上述檢查標(biāo)準(zhǔn)行程銷位置的過程相似的方法來檢查刻度。行程臂的轉(zhuǎn)動在閥門全行程內(nèi)應(yīng)該不超過60度，凸輪上的30度刻度達(dá)不到殼體上的刻度。如果有必要，調(diào)整行程銷位置以使在執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程的每一個末端位置，30度刻度與相應(yīng)殼體上的刻度距離相等。

圖4 旋轉(zhuǎn)軸臂和外殼標(biāo)注刻度

4 校驗(yàn)

（1） 關(guān)閉輸送到閥門定位器的氣源壓力，在閥門定位器的輸出端和執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣源連接頭之間連接或者重新連接必要的管道，在閥門定位器上連接輸入端，直到輸入信號到量程中值。（2） 移動擋板至平衡梁（正方向或者反方向）的操作象限的大約刻度6處（如圖2），向閥門定位器施加氣源壓力。旋轉(zhuǎn)軸臂上的0刻度使其與圖4所示的殼體上的刻度標(biāo)記對齊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該置于行程中間值處。如果沒有，首先檢查凸輪是否松漏，是否安裝正確。為了使預(yù)期輸入信號值與初始點(diǎn)行程相適應(yīng)，也許有必要調(diào)整輔助噴嘴的高度。（3）將定位器的輸入信號調(diào)到量程范圍的最低值，例如：在量程為3～15Psig（0.2-1.0Bar）的閥門定位器中，輸入信號置于3Psig（0.2Bar）。放松噴嘴防松螺母并且對齊調(diào)整直至執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動至行程末端。改變噴嘴位置只是為了調(diào)整0刻度，無論噴嘴位置是否改變，0參考點(diǎn)都需要改變。（4） 使輸入信號值等于量程范圍的最大值并且觀察執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿行程。如果閥桿行程比期望的短，就通過移動噴嘴擋板至平衡梁架的高序號使行程增加。如果在輸入信號到達(dá)量程最高值之前就已經(jīng)得到期望桿量程，就移動擋板至平衡梁的低序號使其降低。（5） 重復(fù)步驟（3）（4）以得到正確的量程，每改變步驟（4）中的擋板位置，都要重復(fù)步驟（3）以確保相應(yīng)的0刻度。

5 結(jié)束語

通過上述合理的安裝與校驗(yàn)氣動式閥門定位器，使得彈簧式氣動薄膜調(diào)節(jié)閥能夠更精確的達(dá)到控制作用，維護(hù)簡單，使用方便，故障率低。

參考文獻(xiàn)

[1]Fisher控制閥手冊[M]第四版.費(fèi)希爾控制設(shè)備國際有限公司，2005.

[2]3582系列、3582i型閥門定位器以及3583系列閥位變送器指導(dǎo)手冊[Z].1998，6.

作者簡介：隋明洋（1986-），男，助理工程師，從事海上平臺現(xiàn)場儀表維護(hù)工作，現(xiàn)工作于中海油深圳分公司惠州油田。