氣動活塞式調節閥定位器

                              氣動活塞式調節閥定位器

                               上海申弘閥門有限公司

之前介紹SAF2507雙相不銹鋼高壓自力式調節閥，現在介紹氣動活塞式調節閥定位器 一種調節閥用多功能活塞式氣動執行器的設計探索摘 要：針對目前常用的調節閥用活塞式氣動執行器的功能單一，該文設計探索出一種多功能的活塞式氣動執行器，方便客戶利用現有產品根據現場工況需要做出簡單調整后就能解決應急問題，縮短供貨周期，降低采購成本。氣動執行機構和調節閥兩部分組成，氣動執行機構接收控制系統發出的信號，帶動調節閥閥芯動作，完成對管路內介質的流量和壓力調節。
氣動活塞式調節閥定位器氣動執行機構有氣動薄膜結構和氣動活塞結構兩種。氣動薄膜執行結構由膜蓋，橡膠膜片，推桿，彈簧，支架等零件組成。分為正作用氣動薄膜執行機構和反作用氣動薄膜執行機構。當隨著控制壓力上升推桿向下動作的為正作用，隨著控制壓力上升推桿向上動作的為反作用。氣動薄膜執行機構可以配裝頂部手輪或側裝手輪，方便在氣源故障時對氣動調節閥進行手動操作。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥氣動活塞執行機構由氣缸，活塞，密封圈，輸出軸等零件組成。也分為單作用和雙作用兩種。單作用活塞執行機構內有復位彈簧，雙作用活塞執行機構內沒有復位彈簧。
氣動調節閥按照動作方式分為直行程調節閥和角行程調節閥兩種。氣動薄膜執行機構多為直行程機構，配裝在直行程調節閥上，如，氣動薄膜單座調節閥，氣動薄膜套筒調節閥。氣動活塞執行機構有直行程和角行程兩種，可以配裝在直行程調節閥和角行程調節閥上。角行程的調節閥有氣動V型調節球閥，氣動調節蝶閥，氣動偏心旋轉閥。
氣動調節閥一般都需配裝電氣閥門定位器，氣動薄膜調節閥配裝單作用電氣閥門定位器。氣動活塞調節閥根據單作用氣缸和雙作用氣缸分別配裝單作用電氣閥門定位器和雙作用電氣閥門定位器。

關鍵字：活塞式 氣動執行器 多功能執行器 調節閥


0 引言

常見的執行器主要有三大類型，分別是氣動、電動以及液動。氣動執行器作為其中的一種，常見的又分為四種：薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。其中活塞式和薄膜式這兩種應用較為普遍。薄膜式執行器主要用于氣源壓力較低的場合，而活塞式氣動執行器主要用來驅動各類直線型動作的開關閥和調節閥，氣源壓力范圍較廣，輸出力的范圍較大，所以應用更為廣泛。執行器和閥門等共同組成的調節閥，在工業自動化過程控制領域中，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，借助動力操作可以改變閥門開度的大小，從而改變介質的流量、壓力、液位等工藝參數。調節閥按作用方式又可分為氣開式和氣關式兩種。有時氣開式閥門又稱故障關閉型，氣關式閥門又稱為故障開啟型。通常一種執行器只能適用于一種類型的閥門，所以執行器的功能單一，利用率不高，現在打破這種單一的功能局限，設計探索出一種多功能的活塞式氣動執行器。



1 目前常用的單作用活塞式氣動執行器的使用現狀

目前調節閥上常用的單作用活塞式氣動執行器大多采用普通的拉桿螺栓固定，通過拉桿螺栓將彈簧和活塞布置在兩個工作腔，如圖1所示，所以外形尺寸普遍偏大，尤其是一些中型或重型的閥門，需要的輸出力很大，彈簧很粗、很長，這種結構的執行器更會顯得笨重，產品生產組裝時也需借助特殊的裝配工具才能完成，如果使用現場出現一些意外需要維修、更換密封件等操作時，操作人員在現場沒法完成，只能返廠維修，這勢必會造成產品在往返途中的磕碰、運輸成本的浪費以及供貨周期的延長，給客戶造成很大的困擾。另外，活塞式氣動執行器多為單個彈簧，輸出力單一，只能應用于中型或重型閥門的一種規格，并且一種執行器只能適用于氣開式或氣關式一種類型的閥門，執行器的利用率不高，客戶每需要一種類型或一種通徑的閥門就需要采購一種執行器。



圖1 單作用活塞式氣動執行器示意圖

2 調節閥用多功能活塞式氣動執行器的設計探索

（1）結構：調節閥用多功能活塞式氣動執行器，它主要具有活塞桿（1）、防塵圈（2）、壓蓋（3）、動密封（4）、前蓋（5）、O形圈（6）、導向環（7）、密封圈（8）、活塞組件（9）、墊片（10）、缸筒（11）、拉桿螺栓I（12）、拉桿螺栓II（13）、外彈簧（14）、內彈簧（15）、后蓋組件（16）、活塞桿II（17）、內六角圓柱頭螺釘（18）、鎖緊螺母（19）、防護罩（20）、六角螺母（21）、內六角圓柱頭螺釘（22）。


圖2 多功能活塞式氣動執行器的結構圖

（2）其特征在于：①特殊的拉桿結構件能夠方便現場的拆卸、安裝，不需要借助的裝配工具就可實現拆卸、更換零部件等作業，方便使用現場的作業。②通過特殊的結構設計，客戶就可以根據現場的功能需要，調整彈簧和活塞組件（9）正、反裝結構，實現執行器常開、常閉功能的轉換，使產品功能增加。③根據閥門不同開啟力的需要，調整彈簧安裝數量，實現多種型式的組合，如圖3～圖8所示，派生出6種組合，這樣就可以提供多種彈簧輸出力，從而適用于多種規格的閥門，極大的提高了產品利用率。這樣客戶就可以減少執行器的庫存種類，降低庫存資金，縮短供貨周期。另外，采用組合彈簧，在輸出力相同的情況下還可以縮小安裝空間，減少了執行器的外形尺寸，精簡外形結構，降低產品的加工成本。


圖3 *種實施方式（正裝、雙彈簧）的結構示意圖

（3）工作原理：如圖3所示，正向安裝后，通過向本實用新型無彈簧一側的“進氣口”供給壓力氣體，從而推動活塞組件（9）并壓縮內、外彈簧（14）、（15）在行程S的范圍內向左移動，隨動的活塞桿（1）會帶動與其相連的閥門拉桿的聯動，這樣拉桿位移的大小就可以實現閥門開度大小的調節。當停止供氣或因故障斷氣后，活塞組件（9）借助彈簧的反作用力又能夠回到初始位置并關閉閥門。通常，斷氣后關閉閥門，通氣后才能打開閥門的執行器為“常閉式”，有時又稱故障關閉型，如圖1、圖3、圖4所示；斷氣后打開閥門，通氣后才能關閉閥門的執行器為“常開式”有時又稱故障開啟型，如圖5、圖6、圖7所示。其中彈簧輸出力的大小決定了與之匹配閥門規格的大小，彈簧輸出力小的用于輕型或小型閥門。相反，彈簧輸出力大的用于中型或重型閥門。而彈簧輸出力的大少取決于安裝的彈簧數量和規格，中型或重型閥門可以安裝內外2個彈簧或1個較粗的外彈簧（14），輕型閥門可以安裝1個較細的內彈簧（15）。另外，彈簧的安裝位置決定本實用新型為“常開式”或“常閉式”，彈簧與活塞桿（1）處于異側的為“常閉式”，如圖3、圖4、圖5所示，彈簧與活塞桿處于同側的為“常開式”，如圖6、圖7、圖8所示。所以，松開拉桿螺栓后通過內部零件（9）、（10）、（14）、（15）安裝位置和方向的改變就可以實現本實用新型兩種功能的轉換。



圖4 第二種實施方式（正裝、外彈簧）的結構示意圖



圖5 第三種實施方式（正裝、內彈簧）的結構示意圖



圖6 第四種實施方式（反裝、雙彈簧）的結構示意圖



圖7 第五種實施方式（反裝、外彈簧）的結構示意圖



圖8 第六種實施方式（反裝、內彈簧）的結構示意圖

3 小結

文中所述的調節閥用多功能活塞式氣動執行器打破了執行器功能單一的局限，對客戶應急產品的使用提供了一種新的設計思路，既降低了供應商的加工成本和庫存種類，也降低了客戶的庫存種類，庫存成本，對供、需雙方都提供了一種節約開支，縮短供貨周期的新理念。與本產品相關論文：超高溫煙道蝶閥閥桿斷裂處理