摘要：气动滑阀定位器是气动执行器中的核心单元，在石油、化工等行业中广泛被应用，本文设计了一种气动滑阀定位器，并对所设计定位器的各组成部分以及工作原理进行了介绍，同时提出了定位器的调整与检验的相应方法.
关键词：气动；阀门；定位器
气动执行器在冶金、电力、石油、化工等行业应用非常广泛，它是过程控制系统中重要的终端执行器[1]，其对控制系统调节品质的优劣、安全平稳运行具有很大的影响，气动执行器由气动执行机构、阀门定位器和调节阀组成[2-4]，其中，阀门定位器为核心的控制部件.目前使用较多的气动滑阀定位器以及电气阀门存在着气堵以及零点漂移等缺陷，并且国内有部分投产时间较早的装置存在相当数量的旧制式气动阀门定位器，它们都是采用上世纪八十年代的落后技术生产出来的，品种繁多导致通用性差、零件的结构复杂、安装调校费力、故障率高维护困难、功能简单、性能指标差等缺陷[5-6].基于目前工作情况，本文设计了一种新型气动滑阀定位器，并提出了调整及检验的相应方法.
1 结构及作用原理
典型气动执行器结构原理如图1所示[7].
图1 气动执行器结构原理
本次设计为气动滑阀定位器，技术指标如表1所示，工作条件要求相对湿度不大于95%，当环境温度在5～50 ℃内变化时，每变化1 ℃其温度附加误差不超过最大信号压力的0.085%，输出不稳定性不应超过基本误差的绝对值.
表1 气动滑阀定位器技术指标
1.1 滑阀定位器工作原理
滑阀定位器的结构如图2所示，气动滑阀定位器是基于力平衡原理进行工作的，工作原理如图3所示.
由调节器传输来的气动调节信号，引入测量风箱1，通过风箱转换成向上的推力，这个作用力被拉伸弹簧2所平衡，当信号压力增加时，平衡板3向上移动，通过放大杆4使挡板5靠近喷嘴6，喷嘴背压增加，则放大器7的输出压力增加，增加的输出压力反馈到反馈风箱8，又使挡板离开喷嘴，其输出压力变到一个新的数值上，从而导致滑阀阀位的改变，由于滑阀阀位的改变通过凸轮带动杠杆9，使拉伸弹簧2的张力增加，以此来平衡由于信号压力的改变.而产生向上的力使平衡板向下移动，通过放大杆使挡板离开喷嘴，输出压力下降，一直到输出压力为0.06 MPa，滑阀不动，这时平衡放大板处于原来位置，滑阀的行程刚好与信号压力相对应.
图2 滑阀定位器结构图
图3 滑阀定位器原理图
当从调节器传来的气动信号压力减少时，平衡板向下移动，通过放大杆使挡板离开喷嘴，背压减少使放大器输出压力减少，这个压力输出到反馈风箱使挡板靠近喷嘴，使其输出压力变到一个新的数值上，从而导致滑阀阀位的改变.
通过凸轮带动杠杆使拉伸弹簧张力减少，以此来平衡由于信号压力的改变而产生向下的力，使平衡板向下移动，通过放大杆使挡板靠近喷嘴，输出压力下降，一直到输出压力为0.06 MPa时，滑阀不动.此时平衡板放大板又处于原来位置，滑阀的行程刚好与信号压力相对应.
1.2 滑阀结构
定位器与滑阀配合使用，构成闭合回路系统，在工作时应用反馈原理改善了阀门精度，提高了灵敏度，使定位器能以较大的功率克服阀杆的摩擦力、介质不平衡力及被调介质压力的变化等影响，滑阀结构[8-9]如图4所示.
图4 滑阀结构
2 滑阀定位器的检验与调整
2.1 基本误差及变差校验
把定位器安转在校验设备上[10-11]，并用游标卡尺测量其行程，输入信号与输出压力由单管压力计或标准压力表指示.检验精读过程中的具体调整方法如下：
(1)零位调整：首先给P信压力为0.06 MPa，然后通过杠杆，拉伸弹簧，使得输出P出为0.06 MPa.
(2)行程调整：零位调好后，当行程分别在7、14、21、28 mm时，如果P信实际值大于P出标准值，应当增加弹簧的有效圈数，反之减少有效圈数[12].
2.2 放大倍数测定
阀杆行程移动14 mm，将信号压力稳定在0.06 MPa，此时调整变化信号压力，将变化量记作ΔP信记录输出的压力变化量ΔP出， 放大倍数K可由下列公式得出
若实际放大倍数大于规定倍数时，应当增加弹簧的有效圈数，反之减少弹簧的有效圈数.
3 结 论
在本文所设计的气动滑阀定位器中，阀门定位器与气动调节阀配套使用，组合成闭路系统，利用了反馈原理来改善阀门精度和提高灵敏度，从而使阀门位置能按调节仪表传输的控制信号压力实现正确定位.
