在故障时实现气动调节阀的阀位保位,主要依赖于保位阀、电磁阀、智能定位器等附件的组合应用,通过切断气源或锁定气压,利用气动执行器的气密性将阀门定位在故障发生时的位置。以下是具体实现方式及关键要点:
一、核心原理:气路隔离与气压锁定
当气动调节阀遭遇断电、断气、断信号(三断)故障时,需通过以下步骤实现保位:
切断气源供应:防止气源波动导致阀门动作。
锁定执行机构气压:将阀门膜室或气缸内的气压维持在故障前的平衡状态,使弹簧反力与气压作用力抵消,阀门保持原位。
二、具体实现方案
方案1:保位阀 + 电磁阀组合(传统方案)
组件:气动调节阀、电-气阀门定位器、失电比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀。
工作原理:
断气源:气动保位阀自动关闭,切断定位器与执行机构的气路,锁定膜室压力,阀门保持原位。
断电源:失电比较器检测到电源故障后,切断电磁阀电源,电磁阀换向排空气动保位阀膜室压力,保位阀关闭并锁定阀位。
断信号:失电比较器检测到信号中断后,执行与断电源相同的动作,通过电磁阀控制保位阀关闭。
特点:
需配置多个附件,安装调试较复杂。
电磁阀长期带电可能影响寿命。
适用于对保位可靠性要求高的场景。
方案2:智能定位器内置保位功能(简化方案)
组件:带三断保护功能的智能定位器(如西门子PS2系列)、气动调节阀。
工作原理:
断电/断信号:定位器CPU模块保持断信号前的输出状态,直接驱动执行机构保位。
断气源:定位器通过内部逻辑控制气路切换,利用储气罐或膜室残压维持阀位(需定位器支持)。
特点:
无需额外附件,气路简化,节省安装空间。
维护便捷,但需选择支持三断保护的智能定位器。
方案3:储气罐 + 闭锁阀方案(应急保位)
组件:储气罐、单向阀、闭锁阀、气动调节阀。
工作原理:
断气源:单向阀关闭,闭锁阀失气后切换气路,由储气罐向阀门供气,维持阀门多次动作(次数取决于储气罐容量)。
保位实现:通过调整气控换向阀连接方式,在储气罐压力耗尽前锁定阀位。
特点:
适用于断气后需短暂维持阀门动作的场景。
储气罐容量有限,不可长期使用。
三、关键组件选型与注意事项
保位阀:
根据执行机构类型选择单通道(单作用)或双通道(双作用)保位阀。
设定启动压力略低于气源最小值(如西门子定位器正常工作压力范围0.14~0.7MPa,切换点可设为0.14MPa)。
电磁阀:
选用二位二通24VDC单电控常闭型,确保断电时快速响应。
智能定位器:
优先选择支持三断保护功能的型号(如西门子PS2、ABB TZID-C),减少附件依赖。
储气罐:
容量需根据阀门动作次数需求设计,避免压力过快下降。
四、应用场景与选型建议
高安全性要求场景(如化工、油气管道):
采用方案1或方案2,确保三断故障时阀门可靠保位。
断气后需短暂动作场景(如紧急排空):
采用方案3,利用储气罐维持阀门动作。
空间受限或维护便捷性要求高场景:
优先选择方案2,使用智能定位器简化系统。

