气动截止阀工作原理及中性点调节方法研究

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1、气动截止阀工作原理及中性点调节方法研究　　摘要根据气动截止阀结构图介绍了气动截止阀工作原理，并提出一种气动截止阀气动装置结构简化方法；描述了气动截止阀中性点位置区域；分析了气动截止阀中性点破坏的几种情况，并总结了中性点破坏后对阀门动作的影响；针对中性点破坏的几种情况，提出了将气动截止阀重新调节至中性点位置的方法。　　关键词气动截止阀；气开阀；气关阀；中性点；中性点调节　　中图分类号TH17文献标识码A文章编号1674-6708（2016）166-0223-03　　气动截止阀是使用以压缩空气为动力的气动装置驱动阀门动作的。该类

2、阀门具有结构简单、动作可靠、故障率低、维修方便等特点。因此被广泛应用于火电站、水电站、核电站等电厂。一般情况下该类阀通过远程控制压缩空气的充排来控制阀门的动作，但为了防止失去远程控制的方式后，导致阀门不可操作的意外情况发生，该类阀门还设置了手动操作机构。在远程控制正常使用时，该手动操作机构必须处于某一特定位置或区域，否则将影响阀门的正常远程控制动作。通常表述即手动操作机构需调节至“中性点”位置。　　1气动截止阀结构　　气动截止阀按进气后动作不同可分为2类：进气后阀门开启，即气开阀；进气后阀门关闭，即气关阀。7　　对于气开阀，

3、压缩空气入口在气缸底部，压紧弹簧在活塞上部，这样活塞在压紧弹簧弹力作用下，被压至气缸底部。阀杆通过螺母与活塞刚性连接成为整体。手轮连接螺杆，螺杆下部有一个轴承，轴承安装在螺杆底部轴承底座上。该轴承在活塞上部凹形空间内，并且凹形空间上部有一个上部螺帽与活塞螺纹连接。　　气关阀与气开阀结构不同之处在于，一是进气口在气缸上部；二是活塞安装在气缸上部，压紧弹簧安装在气缸下部，其余结构基本相同。　　2气动截止阀工作原理　　气动阀远程控制是通过控制压缩空气进排气来实现的。气动阀进排气控制结构如图2所示。该结构包括压缩空气过滤器、可手动调

4、节的减压阀、压力表和电磁阀。首先压缩空气经过过滤器过滤，然后经减压阀减压至气动阀额定工作压力，最后通过一个电磁阀的动作控制压缩空气进排气。　　当控制室给出一个气动阀门动作信号后，电磁阀将得电动作，压缩空气进入气动阀气缸内。对于气开阀，压缩空气进入气缸后，压缩空气压力作用于活塞上，活塞克服与缸体的摩擦力和弹簧弹力带动阀瓣向上移动，阀门开启。对于气关阀，动作与之相反，气缸进气后阀门关闭。当控制室取消阀门动作信号后，电磁阀失电，气缸内压缩空气排至大气，对于气开阀，活塞在弹簧弹力作用下关闭。相反，气关阀阀门开启。7　　除了上述远程动

5、作外，气动阀门还可手动操作。气开阀失气关闭，手动操作手轮逆时针（本文所述方向均为俯视手轮观察的转向）转动，此时螺杆带动轴承先在活塞凹形空间内向上移动，当轴承接触到上部螺帽后，将带动活塞克服与缸体摩擦力和弹簧弹力向上移动，阀门开启。手动操作手轮顺时针转动，阀门关闭。　　气关阀失气开启，手动操作手轮顺时针转动，此时螺杆带动轴承先在活塞凹形空间内向下移动，当轴承底座接触到阀杆顶部后，将带动活塞克服与缸体摩擦力和弹簧弹力向下移动，阀门关闭。手动操作手轮逆时针转动，阀门开启。　　3气动截止阀简化示意图　　为了便于后文对气动截止阀中性点

6、的相关分析，将气动截止阀结构做如图3所示的简化。　　由于简化的目的是便于中性点分析，所以只对气动装置进行了简化。但在气动装置简化结构中标出了活塞对应于阀门全开位置和阀门全关位置时的位置，以指示阀门状态。　　4气动截止阀中性点　　所谓气动阀中性点是指当阀门正常运行时，手轮处于某一不影响远程气动动作的位置，这一位置区间即为中性点。手轮位置太高或太低都会使阀门动作不完全。图4例举了手轮在异常　　位置的情况。气开阀失气正常关闭后，若手轮被误动作使螺杆带动轴承向阀门关闭方向移动一段距离，如图（a）所示，此时并不影响正常关闭状态，但若控

7、制室给出阀门开启信号，　　则活塞只能向上移动至图（b）所示位置，从图中可以看出，此时活塞被轴承底座“顶住”无法达到阀门全开位置。气开阀在进气全开后，若手轮被误动作使螺杆带动轴承向阀门开启7　　方向移动一段距离，如图（c）所示，如此时控制室给出一个阀门关闭信号，则活塞只能下移至如图（d）所示位置，即活塞被轴承“挂住”，无法达到阀门全关位置。　　气关阀也有类似情况，当气关阀失气全开时，若手轮被误动作使螺杆带动轴承向阀门开启方向移动一段距离，如图（e）所示，此时若控制室给出阀门关闭信号，则活塞将被轴承“挂住”在图（f）位置，无法全

8、关。当气关阀进气全关时，若手轮被误动作使螺杆带动轴承向阀门关闭方向移动一段距离，如图（g）所示，此时若控制室给出阀门开启信号，则活塞将被轴承底座“顶住”在图（h）位置，无法全开。　　从上述内容可以看出，不管是气开阀还是气关阀，手轮位置过低都会影响阀门全开，过高会影响阀门全关。实际上只要轴承