调节机构与角行程执行器的连接探讨

发布时间:2011-04-25  点击数:2489

    自动控制在工农业生产中越来越为人们所重视。电动执行器是实现自动控制的一个重要部件,它与所控装置(即调节机构)的连接合适与否将直接影响控制结果。我公司蒸汽生产中鼓风、引风遥控和给水自动控制,均通过电动执行器来实施。以往由于执行器与风门连杆、调节阀连杆位置不合理,导致控制不理想,严重影响到蒸汽的生产与供应;现经准确计算和合理改造,获得了良好效果。

一、电动执行器的作用

    电动执行器是生产过程中的执行机构,它接受自动调节信号或人工操作信号用来操作调节机构(如阀门、挡板),以此改变运行介质的流量,达到调节温度、压力或液位等参数的目的。其分为直行程执行器和角行程执行器两种。我公司蒸汽生产中主要通过角行程执行器改变风门挡板的开度来控制鼓风、引风风量的大小,以实现经济燃烧;并通过角行程执行器改变上水阀阀芯的开度,以实现自动控制。

二、使用中所存在的问题

    电动执行器、风门挡板、上水阀,各自单独安装比较简单。执行器与挡板、阀门的连接需要通过拉杆实施,拉杆配置是否合适将会直接影响到自动或手动监控效果。我厂以往因没有此方面的安装资料,又缺少此方面的技术指导,安装人员只知道利用挡板、阀门上的原有开孔直接连接,不知道两者之间的配合是否合理、是否最佳,导致执行器的开度0°至90°无法与风门或阀门的全开至全闭相配合,其结果使得用手遥控风门或自动控制阀门时,要么全关时有漏流产生,要么全开时实际没有全开,严重影响了蒸汽的生产与供应,同时也因风煤比不合理和供水无法准确控制,从而造成了能源的浪费。

三、解决问题的措施

    只要我们细心观察,就可得出调节机构转臂长度与执行器开度之间的配合具有相当重要的量值关系。现以上水调节阀连杆与执行器转臂的连接为例,阐述确定连杆长度的方法。

    图1为角行程执行器与调节阀门的连接方式图。

    其中:
    O1A1--阀门“全闭”时执行器的转臂位置;
    O1B1--阀门“全开”时执行器的转臂位置;
    O2A2--阀门“全闭”时执行器连杆的位置;
    O2B2--阀门“全开”时执行器连杆的位置;
    CC1--阀杆自“全闭”至“全开”时的直线行程。

    知道了调节阀门阀杆的最大直线行程CC1。支点到阀杆的距离O2C,即可求出阀门转臂的长度O2A2

    (1)图解法:

    见图2,做等腰三角形C02C1。在O2C和O2C1的延长线上,取A2、B2:点,使A2B2平行于CC1,而等于A1B1的长度(要实现执行器转臂旋转90°时,调节机构从全闭到全开走全行程,就得使阀门从“全开”到“全闭”的直线行程A2B2等于执行器转臂转90°的直线行程A1B1),则02A2即为所求调节阀门阀杆的长度。

    (2)计算法:从相似三角形中,求得阀门阀杆的长度:02A2=(O2C÷CC1)×A2B2。式中:O2C, CC1可以测得;A2B2为21/201A1,其O1A1为执行器的转臂,从资料中可以查得。

    同理,知道调节机构(即阀门连杆)的最大旋转角(α),也可求得其转臂长度:

    O2A2=0.5A2B2/sin(α/2)

    采用上述方法可以求得所需阀门阀杆的长度,之后在阀杆上使用先进设备加工轴销孔(为便于安装时的调节,可在此孔两侧各加工1个~2个轴销孔)。此孔确定后即可配置拉杆,此时两转臂之间的距离A1A2或B1B2即为拉杆的长度。

四、改造前后的对比

    从上述计算过程得知,拉杆的配置与阀门阀杆的长度有关,从而阀杆的长度与阀门的开度具有严格的量值关系。以往,人们直接利用阀门连杆上原有开孔,以此开孔为依据配置拉杆之后与执行器转臂相连进行控制,其结果与我们实际所要求的控制相差甚远,使得自动控制无法正确实施。现今通过如上方法对风门、上水控制阀门的拉杆全部进行了改造,从而准确地实现了执行器转臂旋转90°时,风门挡板、上水阀门都能从全闭至全开走全行程。经过近几年的使用,改造效果良好。

五、结论

    通过这项技术改造,使困扰我厂多年的因风量、水量无法准确控制的老大难问题得到了解决,从而为我厂的蒸汽生产与供应、为节能降耗提供了可靠的保证。