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调节阀工作原理

来源: 上海阀门时间: 2011-12-20 点击: 6,197

一个自动调节系统的目的在于：当输入量是xi，反馈量是xr时，使自动化过程EA的输出量xe保持不变，这就是调节阀工作原理，如图1所示。

当由于扰动量的作用使输出量xe改变时，变送器T通过反馈量xr，把这个改变的信息送给调节器R；调节器按照xi与xr的极限偏差值进行调节，产生控制量xc；xc通过执行元件EE作用于自动化过程；在xc的作用下，xm发生变化，到过渡过程结束时，xm的变化补偿了干扰的影响，使被调参数重新回到给定值(这仅适用于无极限偏差的自动调节系统)。

图2所示为按极限偏差调节温度的自动调节系统。实际上遇到的自动化系统比较复杂，但从执行元件来说，问题是一样的。因此，现仅就这个自动化系统来进行研究。

首先可以看出，系统中有一个执行元件，通过它作用于被调节对象。根据控制信号值，执行元件改变自动化过程的输人量。实际上，图1中信号xm是调节因素，在大多数情况下它是流量(空气、蒸汽、水、石油化工产品等)。调节流量最常用的执行元件是调节阀。

其次可以看出，自动化仪表包括变送器、调节器和执行元件。与被调节对象在两处连接，即在进口处与执行元件连接，在出口处与变送器连接。在自动化系统设计中，这两种连接使得设计复杂化。变送器只需从样本中选择。调节阀的选择必须进行大量计算，要考虑各个方面因素，如驱动方式、结构、工艺、经济性等。

如图3所示，调节阀由两部分组成：执行机构和调节机构。这是一个简单明了的调节阀工作原理图。

调节阀的输入是从调节器来的信号xc，一般取0.02～0.1MPa的气动信号或者是电动信号，而输出是工艺流程的流量。在气动信号xc的作用下，执行机构的阀杆移动H(mm)，这同时也是阀门的输入。阀杆行程H使阀瓣处在不同的位置，导致通过阀门的介质流通面积改变，从而有了不同的流量qv。由此得到通过阀门的流量与输入信号xc的关系。

在自动化系统中，调节阀具有一定的静态特性和一定的动态特性。调节阀的这些特性影响着自动化系统的稳定性和自动调节过程的品质。

调节阀有两种选择的可能：①线性的动态特性和静态特性；②带有某些特点的非线性动态特性和静态特性。

当自动化系统的其他元件组成一个线性子系统时，属于第一种情况。在这种情况下，为了不破坏自动化系统的线性，即在整个工作范围内，使调节过程具有同样的稳定性和品质特性，必须选择一个具有线性特性的调节阀。

当自动化系统的其他元件组成一个非线性子系统时，属于第二种情况。在这种情况下，要选择一个调节阀，以便通过它的静态特性来补偿其他元件的非线性，使整个自动化系统是线性的。