閥門定位器是控制閥的主要附件，它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號，以控制器輸出信號作為設(shè)定信號，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí)，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號之間的一一對應(yīng)關(guān)系。本文重點(diǎn)講解閥門定位器的工作原理、作用、分類及常見故障。
一、機(jī)械式氣動閥門定位器的工作原理
▲閥門定位器結(jié)構(gòu)示意圖
圖中基本將機(jī)械式氣動閥門定位器的部件一一說清楚，接下來就是看它如何工作的？
氣源來自于空壓站的壓縮空氣，在閥門定位器氣源進(jìn)口前段還有一個(gè)空氣過濾減壓閥，用于壓縮空氣的凈化。從減壓閥出口的氣源從閥門定位器進(jìn)入，至于多少氣量進(jìn)入閥門的膜頭，根據(jù)控制器的輸出信號決定。
控制器輸出的電信號是4～20mA，氣動信號是20Kpa~100Kpa，從電信號到氣信號是通過電氣轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的。
當(dāng)控制器輸出的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之相對應(yīng)的氣信號時(shí)，然后將轉(zhuǎn)換后的氣信號作用在波紋管上。杠桿2則繞著支點(diǎn)運(yùn)動，杠桿2下段向右運(yùn)動靠近噴嘴。噴嘴的背壓增加，經(jīng)過氣動放大器放大后（圖中那個(gè)帶小于符號的部件），將氣源的一部分送入到氣動薄膜的氣室，閥桿帶著閥芯向下自動逐漸將閥門開度變小。此時(shí)，與閥桿相連的反饋桿（圖中擺桿）繞著支點(diǎn)向下移動，使軸的前端向下移動，與其連接的偏心凸輪做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滾輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)向左移動，從而拉伸反饋彈簧。由于反饋彈簧拉伸杠桿2下段向左移動，此時(shí)就會與作用在波紋管上的信號壓力達(dá)到力平衡，于是閥門就固定在某個(gè)位置不動作了。
二、閥門定位器的作用
（1）用于對調(diào)節(jié)質(zhì)量要求高的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高調(diào)節(jié)閥的定位精確及可靠性。
（2）用于閥門兩端壓差大（△p>1MPa）的場合。通過提高氣源壓力增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，以克服液體對閥芯產(chǎn)生的不平衡力，減小行程誤差。
（3）當(dāng)被調(diào)介質(zhì)為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時(shí)，為了防止對外泄漏，往往將填料壓得很緊，因此閥桿與填料間的摩擦力較大，此時(shí)用定位器可克服時(shí)滯。
（4）被調(diào)介質(zhì)為粘性流體或含有固體懸浮物時(shí)，用定位器可以克服介質(zhì)對閥桿移動的阻力。
（5）用于大口徑（Dg>100mm）的調(diào)節(jié)閥，以增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出推力。
（6）當(dāng)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器距離在60m以上時(shí)，用定位器可克服控制信號的傳遞滯后，改善閥門的動作反應(yīng)速度。
（7）用來改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
（8）一個(gè)調(diào)節(jié)器控制兩個(gè)執(zhí)行器實(shí)行分程控制時(shí)，可用兩個(gè)定位器，分別接受低輸入信號和高輸入信號，則一個(gè)執(zhí)行器低程動作，另一個(gè)高程動作，即構(gòu)成了分程調(diào)節(jié)。
三、閥門定位器的分類
1、閥門定位器按輸入信號分為氣動閥門定位器、電-氣閥門定位器和智能閥門定位器。
（1）氣動閥門定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)氣信號，例如，20~100kPa氣信號，其輸出信號也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號。
（2）電氣閥門定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號，例如，4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等，在電氣閥門定位器內(nèi)部將電信號轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號到撥動控制閥。
（3）智能電氣閥門定位器它將控制室輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的氣信號，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)閥桿摩擦力，抵消介質(zhì)壓力波動而產(chǎn)生的不平衡力，使閥門開度對應(yīng)于控制室輸出的電流信號。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達(dá)到改善控制閥性能的目的。
2、按動作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。單向閥門定位器用于活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，閥門定位器只有一個(gè)方向起作用，雙向閥門定位器作用在活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的兩側(cè)，在兩個(gè)方向起作用。
3、按閥門定位器輸出和輸入信號的增益符號分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。正作用閥門定位器的輸入信號增加時(shí)，輸出信號也增加，因此，增益為正。反作用閥門定位器的輸入信號增加時(shí)，輸出信號減小，因此，增益為負(fù)。
4、按閥門定位器輸入信號是模擬信號或數(shù)字信號，可分為普通閥門定位器和現(xiàn)場總線電氣閥門定位器。普通閥門定位器的輸入信號是模擬氣壓或電流、電壓信號，現(xiàn)場總線電氣閥門定位器的輸入信號是現(xiàn)場總線的數(shù)字信號。
5、按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器沒有CPU，因此，不具有智能，不能處理有關(guān)的智能運(yùn)算。智能電氣閥門定位器帶CPU，可處理有關(guān)智能運(yùn)算，例如，可進(jìn)行前向通道的非線性補(bǔ)償?shù)?，現(xiàn)場總線電氣閥門定位器還可帶PID等功能模塊，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算。
6、按反饋信號的檢測方法也可進(jìn)行分類。例如，用機(jī)械連桿方式檢測閥位信號的閥門定位器：用霍爾效應(yīng)檢測位移的方法檢測閥桿位移的閥門定位器：用電磁感應(yīng)方法檢測閥桿位移的閥門定位器等。
四、閥門定位器常見故障
一、閥門定位器輸出如龜速
不打開閥門定位器前蓋；聽聲音，看氣源管有無破解導(dǎo)致泄露，這個(gè)肉眼可判斷。以及輸入氣室有無泄露的聲音通過聽。
打開閥門定位器前蓋：1.恒節(jié)流孔有無堵塞2.檢查擋板位置3.檢查反饋彈簧的彈力。
4.將方大器拆開檢查膜片。
二、閥門定位器輸出沒勁
1、看氣源壓力是否在規(guī)定范圍和反饋桿有沒有脫落，這是最簡單的步驟。
2、檢查信號線接線是否正確（后期出現(xiàn)的問題一般忽略不計(jì)）
3、線圈和銜鐵之間有沒有東西卡住
4、檢查噴嘴與擋板的配合位置是否合適
5、檢查電磁組件線圈情況
6、檢查平衡彈簧調(diào)試位置是否合理
隨后，輸入信號，但輸出壓力不變化，有輸出就是達(dá)不到最大值等，這些故障也是日常故障會遇到的這里不再多言。
通過上面的介紹，應(yīng)該對機(jī)械式閥門定位器有一定的了解，有機(jī)會的時(shí)候再操作一遍最好是能夠動手拆卸一次，加深定位器每個(gè)零件的位置及每個(gè)零件的名。
來源：設(shè)備達(dá)人 直觀學(xué)機(jī)械