氣動式閥門定位器的安裝與校驗

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。

關鍵詞：氣動式定位器；氣動式執行機構；調節閥；安裝；校驗

1 概述

氣動式閥門定位器作為一種經典的控制閥輔助元件廣泛應用于石油化工等行業，它通常與彈簧式薄膜氣動執行機構配合使用，能夠有效的提高調節閥的調節質量。其調試方法與模擬式I/P定位器及數字式定位器相比略顯復雜，但仍需現場工程技術人員掌握、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，氣動放大器內的固定節流孔限制噴嘴的流量，這樣當擋板沒有擋住噴嘴時，空氣能夠排放的比進氣速度要快。

從控制設備來的輸入信號連接到波紋管。當輸入信號增大時，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，使薄膜式執行機構的輸入壓力增大，使得執行機構推桿向下移動。推桿的移動通過一個凸輪反饋到平衡梁。當凸輪轉動時，平衡梁圍繞反饋支點旋轉，并移動擋板使其離開噴嘴。噴嘴壓力減少，并降低執行機構的輸入壓力，推桿繼續下移，使擋板離開噴嘴，直到達到平衡。

當輸入信號減少時，波紋管收縮（在內部量程彈簧的幫助下），平衡梁圍繞輸入軸旋轉，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。執行機構推桿向上移動。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。當達到平衡條件時，推桿停止移動，擋板被定位，防止膜蓋里的壓力進一步降低。

對于反作用單元，工作原理是類似的，只不過當輸入信號增加時，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鍵是確定行程銷在旋轉軸臂槽內的位置

圖3 轉動反饋部件和典型閥桿連接

（1） 手動加載減壓閥將執行機構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軸臂（件號2）的槽內。（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）當執行機構在行程中部時，提升旋轉軸臂以使其上的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，并對準旋轉軸臂上正確的執行機構推桿行程刻度。旋緊螺母（圖3中件號62）。（6）校驗行程銷位置。

·對標準行程銷的設定（行程銷的位置設置等于整個執行機構行程）：在每一個行程的末端，標注執行機構的位置，旋轉軸臂的30度指針刻度應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）在旋轉軸臂槽內滑動，直到它的30度刻度標記對準外殼上的刻度標記。要保證行程銷與連接臂垂直。調整后，旋緊螺母，重新檢查一下旋轉臂在行程中部的情況。如果0刻度沒有對齊，重復上述過程。

·對特殊行程銷的設定（行程銷的位置設定值大于整個行程機構的行程）：用與上述檢查標準行程銷位置的過程相似的方法來檢查刻度。行程臂的轉動在閥門全行程內應該不超過60度，凸輪上的30度刻度達不到殼體上的刻度。如果有必要，調整行程銷位置以使在執行機構行程的每一個末端位置，30度刻度與相應殼體上的刻度距離相等。

圖4 旋轉軸臂和外殼標注刻度

4 校驗

（1） 關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行機構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。旋轉軸臂上的0刻度使其與圖4所示的殼體上的刻度標記對齊，執行機構應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。為了使預期輸入信號值與初始點行程相適應，也許有必要調整輔助噴嘴的高度。（3）將定位器的輸入信號調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整直至執行機構移動至行程末端。改變噴嘴位置只是為了調整0刻度，無論噴嘴位置是否改變，0參考點都需要改變。（4） 使輸入信號值等于量程范圍的最大值并且觀察執行機構閥桿行程。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量程最高值之前就已經得到期望桿量程，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，都要重復步驟（3）以確保相應的0刻度。

5 結束語

通過上述合理的安裝與校驗氣動式閥門定位器，使得彈簧式氣動薄膜調節閥能夠更精確的達到控制作用，維護簡單，使用方便，故障率低。

參考文獻

[1]Fisher控制閥手冊[M]第四版.費希爾控制設備國際有限公司，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，從事海上平臺現場儀表維護工作，現工作于中海油深圳分公司惠州油田。