201612/19

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喷嘴挡板式定位器之喷嘴理论与计算机模拟分析

来源:重庆川仪调节阀有限公司 颜炳良 点击量:535
1.引言
定位器是用于控制调节阀动作的一种主要控制元件,它能显著改善调节阀的流量特性,克服调节阀因阀前阀后压差引起的不平衡力,提高调节阀的控制精度,响应速度以及动作灵活性,被广泛用于各种化工,石化,煤化等重要场合。
喷嘴挡板式定位器气动执行部件主要结构为喷嘴挡板,对该结构参数选择的详细理论分析目前国内做得比较少,设计制造厂家没有足够的理论设计依据,对该结构的参数选择只能基于大体粗略计算并依赖传统设计经验进行产品设计。本文对该结构做了详细的理论分析计算,并用计算机辅助分析软件对结果进行验证。
2.定位器动作原理简介
    
                                                               图1 定位器动作原理图
从图1我们可以看出,喷嘴挡板式阀门定位器主要由控制板部件、喷嘴挡板组件、继动器(气动放大器)等几大部件组成。控制板由于功耗的限制,不能直接驱动气动放大器输出气压,控制板接收4~20mA控制信号,通过喷嘴挡板间接控制气动放大器输入或者输出气压到气动执行机构,驱动调节阀上下动作。
喷嘴挡板部件主要由喷嘴和挡板组成,结构示意图见图2,该结构的主要设计参数是喷嘴与挡板的距离X,喷嘴的孔径D和喷嘴输入到气动放器的背压P。
背压P可以通过设计气动放大器参数时确定,孔径D和挡板初始位X需要通过设计确定。
在图中,喷嘴前端有一节流零部件,节流孔径为d,此节流孔的目的是节流降压,取气源Ps的部分压力通过喷嘴形成压降,压降后的P通向放大器背压,控制膜片向上或者向下动作。当X大于某一值时,喷嘴孔处无阻挡,挡板对喷嘴没有阻挡作用,P值无变化;当X小于某一值时,喷嘴孔处相当于一个变化的节流板,X值越小,P值越大,当X=0时,P值达到最大,最终等于气源压力Ps。
    
                                                     图2 喷嘴挡板示意图

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