气路故障排除方法与介绍

门定位器常见故障分析气动调节阀在自动调节系统中是一个非常重要的环节。

人们常把调节阀比喻为生产过程自动化的“手足”。

由于生产过程的调节对象要求要求调节阀具有各种各样的特性，以满足生产工艺的需要。

在调节阀的附属装置中，最主要、最实用的是阀门定位器。

现场使用阀门定位器的种类非常繁多，有气动阀门定位器、电气阀门定位器、有配薄膜执行机构的阀门定位器、有配活塞执行机构的阀门定位器、有力平衡式阀门定位器、有位移平衡式阀门定位器，阀门定位器的广泛使用，在生产过程中，难免会出现各种故障，为保质、保量、安全地生产，就必须及时排除定位器可能产生地一切故障。

要排除阀门定位器地的故障，必须正确判断阀门定位器的那一个环节、那一个元件发生的故障。

通常有如下两种故障分析法：一是根据阀门定位器的传递函数，对阀门定位器进行逐个环节，逐个元件的分析，这种对现场检修不太适用，但对于疑难问题的分析，却非常有效；二是根据检修者对故障的现象进行综合分析和判断，此种方法最适于现场检修。

下面将阀门定位器可能产生的常见故障的起因分析如下：1.阀门定位器有信号输入，但无输出压力信号（1）电/气定位器，衔铁与线圈架之间有异物。

（2）恒节流孔堵塞。

（3）喷嘴挡板配合不良或喷嘴挡板损坏。

（4）放大器中膜片（金属膜片或者橡胶膜片）损坏。

（5）气路连接有误（包括放大器）。

（6）电/气定位器输入信号线正负极接反。

（7）定位器的输入接线盒内的二极管开路或接线不良。

（8）气源压力的大小不合要求。

（9）放大器耗气量超额定数值太大。

（10）电/气定位器磁钢极性的安装相异。

（11）放大器预紧力超重。

（12）滑阀式放大器内的滑阀被异物卡死。

（13）“手动/自动”切换位置不对（非手动位置和非自动位置）。

（14）电/气定位器输入电信号短路。

（15）平衡弹簧安装，调试不好。

2.下行程定位器输出压力变化缓慢（1）放大器的气锥阀的锥度较小。

（2）放大器膜片长期使用，产生弹性滞后现象。

（3）气动定位器的感测元件（波纹管或膜盒）长期使用，产生弹性滞后。

（4）反馈弹簧产生弹性滞后。

3.上行程定位器给出压力变化缓慢（1）放大器进气球阀陷得过深。

（2）放大器耗气量较大。

（3）放大器进气球阀沾污，流通面积减小。

（4）恒节流孔的直径与喷嘴直径之比小于额定值（技术要求数值）。

（5）喷嘴与挡板之间的配合不好。

（6）衔铁与线圈架之间有轻微的磨擦。

4.定位器线性不好（1）反馈凸轮或弹簧选择不当。

（2）反馈机构安装不好。

（3）反馈凸轮或弹簧安装不当。

（4）喷嘴或挡板有沾污现象。

（5）滑阀式放大器内的滑阀与其接触面有磨擦现象。

（6）背压有轻微泄漏现象。

（7）整机安装不当。

（8）反馈连接杆面调节阀有卡现象。

5.无输入信号，定位器有输出压力（1）喷嘴有堵塞。

（2）放大器进气球阀沾污造成卡不死或者密封面损坏。

（3）恒节流孔的直径与喷嘴直径径比大于额定值。

（4）放大器各气路板的连接有问题。

（5）放大器金属膜片变形或安装不良，造成阀杆将进气球阀顶开（对预紧力不可调放大器而言）。

（6）挡板已盖住喷嘴的位置。

6.行程不足（定位器输出压力达不到最大值）（1）反馈杆与执行机构推杆连接件的接触位置不对。

（2）永久磁铁产生的磁场强度较额定值小。

（3）挡板与喷嘴的配合不好。

（4）反馈凸轮的初始位置选择不良。

（5）主杠杆平衡弹簧安装不良。

7.定位器盖上盖后，性能会发生变化8.定位器更新以后，会出现工作不正常9.定位器性能变化无常10.定位器输入小信号时，输出达最大值11.定位器输出振荡12.定位器零点漂移电气阀门定位器是气动控制阀最重要的附件之一,实现着接收控制信号准确定位阀门行程位置的作用,气动控制阀出厂时,定位器与控制阀都做过标定,但是阀门装到管线上后往往需要再进行一次标定,常规的标定方法是:标定5点即4mA,8mA,12mA, 16mA,20mA,在12mA时定位器反馈杆处于水平位置,其它几组信号时阀门位置应分别在0,25%,75%,100%的行程处,且反馈杆的转动角度小于正负45度.对于零点和满度的偏差可单独调整相应螺钉进行修正,正常情况下如果阀门行程和给定信号一一对应则表示标定完成.阀门关闭时产生的一个主要问题是如何达到使阀门严密关闭的阀座全负荷。

通常的方法是对阀门进行标定，从而使闭合部件（如阀塞、隔膜、阀板等）恰好定位在阀座上，而不是确认闭合部件是否完全靠在阀座上。

为了保持设计泄漏量，避免密封表面受到腐蚀，必须设计适当的密封负荷。

单作用气动执行器通常都采用薄膜式设计。

采用这种设计方式，使用的弹簧可以减少阀座负荷，也可以承受全部闭合压力。

典型的双作用气动执行器采用活塞设计。

采用这种设计方式，与薄膜式设计型不同，供应压力不需要进行限制，为了达到较高的闭合压力，可以应用全负荷供应压力。

对于活塞设计型，压力越高，阀门的稳定性与控制灵敏度就越好。

许多设计人员通常以4-20mA信号作为信息信号，而不采用功率信号。

对于薄膜式执行器，功率信号不仅决定了关闭部件的定位位置，而且也可以驱动接通运行气源，关闭阀门。

当标定阀门时，阀门处于关闭状态时，信号值恰好为4mA。

为确保不产生阀座负荷，阀门设计中应用了辅助电源。

只有当控制信号下降到4mA以下时，才会产生阀座负荷，但是控制系统中通常不会存在这种信号。

因此，讨论本问题的目的仅是进行标定，以使阀门准确严密关闭；当关闭时，阀座处于全负荷状态。

当信号值为运行值的3-5%时，进行非正常标定，使阀门在阀座上就位。

或当阀门的行程达到预置位置时，快速动作继电器改变定位器信号，使阀门完全关闭，施加全负荷闭合压力。

阀门定位器是调节阀的主要附件，它与调节阀配套使用，接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，因此，这种定位器和调节阀组成一个闭环回路，如图8-1和图8-2所示。

正作用定位器的调整：检查波纹管、凸轮、滚轮的装配位置是否与执行机构的作用型式相符，切换开关应在“定位”位置。

检查喷嘴、挡板及放大系统，当挡板离开喷嘴时输出压力应为零。

当挡板关住喷嘴时，输出压力应接近气源压力，如果达不到要求则应先校正喷嘴与挡板的相对位置。

零位调整：输入0.02MPa的信号压力，调节调零机构使阀杆开始动作，但位移不超过全行程1%。

行程范围调整见图4－15：分别通人0.06MPa和0.10MPa的信号压力，此时，执行机构相应走50％和100％全行程。

如果行程过大，应使反馈弹簧远离主杠杆支点；行程过小应使反馈弹簧靠近主杠杆支点，行程范围调好后零位必须重调。

1.定位器2.连接板3.执行机构反馈组件4.螺钉5.反馈杆6.附件 1.反馈杆 2.档杆图4—15正作用定位器的安装维护与检修反馈机构转轴及转动部分应定期加润滑油。

检查反馈杆的连接螺丝有无松动，检查反馈杆上滚轮轴的牢固情况。

保持定位器上的喷嘴、排气孔和恒节流孔的畅通。

正常使用情况下，每年应进行一次检修和检验。

气动阀门定位器与气动薄膜执行机构配套使用，是气动调节阀组合单元的一个主要配套件。

从气动遥控板输出0.02～0.10MPa的气动模拟信号，经气动阀门定位器将输出一个气动操作信号驱动执行机构动作，以此控制气动调节阀的行程，通过阀门位置反馈，从而使气动遥控板输出的控制信号与阀门的行程成比例的对应关系，实现正确定位。

其结构如图4－14所示，主要由切换气路组件、波纹管组件、杠杆组件、凸轮、反馈弹簧、调零机构。

单向放大器、喷嘴挡板、旋塞组件等组成。

1.切换气路组件2.波纹管组件3.主杠杆组件4.副杠杆组件5.凸轮6.反馈弹簧7.调零机构 8.单向放大器（配活塞式为双向放大器） 9.喷嘴挡板10.（恒节流孔）旋塞杆组件图4—14阀门定位器结构图工作原理：气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，当通入波纹管2的信号压力P1增加时，使主杠杆3绕支点转动，使喷嘴挡板9靠近喷嘴，喷嘴背压经单向放大器8放大后，通入到执行机构薄膜室的压力增加，使阀杆向下移动。

并带动反馈杆绕支点转动，反馈凸轮也随之作逆时针方向转动，通过滚轮使副杠杆4绕支点转动，并将反馈弹簧拉伸，弹簧对主杠杆3的拉力与信号压力用在波纹管上的力达到力矩平衡时，仪表达到平衡状态。

执行机构的阀位维持在一定的开度上，一定的信号压力就对应于一定的阀位开度。

电气阀门定位器是按力平衡原理设计工作的，其工作原理是在气动阀门定位器的基础上开发而成的电流信号控制阀门定位器。

当从电动调节器来的电流信号，输入到力矩马达组件的线圈时，在力矩马达的气隙中产生一个磁场，它与永久磁铁产生的磁场共同作用，使衔铁产生一个向左的力，主杠杆（衔铁）绕支点⒂转动，档板靠近喷嘴，喷嘴背压经放大器放大后，送入薄膜执行机构气室，使阀杆向下移动，并带动反馈杆绕支点转动，连接在同一轴上的反馈凸轮作逆时针主向转动，通过滚轮使付杠杆绕支点转动，并将反馈弹簧⑾拉伸、弹簧对主杠杆的拉力与力矩马达作用在主杠杆上的力矩相等时，械杆系统达到平衡状态。

此时，一定的信号电流就与一定人阀门位置相对应。

弹簧是作调整零位用的。

以上作用方式为正作用，若要改变作用方式，只要将凸轮翻转，A向变成B向等，即可。

所谓正作用定位器，就是信号电流增加，输出压力亦增加；所谓反作用定位器，就是信号电流增加，输出压力则减少。

一台正作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现反作用执行机构的动作；相反，一台反作用执行机构只要装上反作用定位器，就能实现正作用执行机构的动作。