智能遠程控制電動高壓氣體減壓閥工作原理

智能遠程控制電動高壓氣體減壓閥工作原理

本實用新型涉及一種氣動控制裝置，特別是一種可實現(xiàn)單氣源智能遠程控制的高壓氣體減壓閥。電子式執(zhí)行機構和單座調(diào)節(jié)閥組成。電源為220V.AC 50Hz，含有伺服放大器、位置信號發(fā)生器、位置限位開關以及閥位顯示?？芍苯咏邮芄I(yè)控制儀表或計算機等輸出的（4-20mADC或1-5VDC）進行閥門的開度控制，達到調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力流量、溫度等目的。同時可以輸出（4-20mADC或1-5VDC）閥位反饋信號。

ZDLP電動壓力調(diào)節(jié)閥閥體為低阻流直通單座上導向結構。具有精度高、流量大、泄漏量小的特點，廣泛用于化工、石油、輕工、電站、冶金等要求流量大、泄漏量小的工業(yè)自控系統(tǒng)中。一般意義上的壓力變送器主要由測壓元件傳感器（也稱作壓力傳感器)、測量電路和過程連接件三部分組成。它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號(如4~20mADCc等)，以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。

智能遠程控制電動高壓氣體減壓閥工作原理背景技術：

高壓、大流量的自動化氣體減壓閥是新型運載火箭發(fā)射支持系統(tǒng)自動化、集成化的關鍵元件之一，它的各項性能指標及可靠性對系統(tǒng)性能有著非常重要的影響。目前，國內(nèi)外采用電控氣壓加載方式實現(xiàn)自動化的減壓閥產(chǎn)品均采用IMPa以下的低壓氣源作為控制氣源。受單位面積加載力所限，這類減壓閥在高壓下的流量較小，高壓減壓閥的體積、重量較大，在高壓工況下增設低壓氣源也增加了整個系統(tǒng)的復雜程度。除采用電控氣壓加載方式之外，還有采用電機驅(qū)動實現(xiàn)減壓閥自動化的技術方案。這類減壓閥控制方式較復雜，且響應較慢。上述減壓閥在整體體積、工作模式、壓力、流量、性價比等方面均無法同時滿足新型運載火箭發(fā)射支持系統(tǒng)的要求。

   壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號轉(zhuǎn)變成4-20mADC信號輸出。主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。介質(zhì)壓力直接作用于敏感膜片上，分布于敏感膜片上的電阻組成的惠斯通電橋，利用壓阻效應實現(xiàn)了壓力量向電信號的轉(zhuǎn)換，通過電子線路將敏感元件產(chǎn)生的毫伏信號放大為工業(yè)標準信號。

       二、電容式

       當壓力直接作用在測量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測量膜片上的高精度電路將這個微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，然后采用專用芯片將這個電壓信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)標準的4-2OmA電流信號或者1-5V電壓信號。由于測量膜片采用標準化集成電路，內(nèi)部包含線性及溫度補償電路，所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性，變送電路采用專用的兩線制芯片，可以保證輸出兩線制4-2OmA電流信號，方便現(xiàn)場接線。

       三、擴散硅

       被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。

       四、陶瓷

       壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號。

       五、應變片式

       電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變變送器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。 氣體減壓閥，雖然其調(diào)壓范圍可達I 25MPa，調(diào)壓精度可達1%，并且實現(xiàn)了對氣體減壓閥的遠程控制，但是該仍然需要人工進行遠程控制，其控制精度和穩(wěn)定性均無法達到新型運載火箭發(fā)射支持系統(tǒng)自動化、集成化的要求。

 氣體是物質(zhì)的一個態(tài)。氣體與液體一樣是流體：它可以流動，可變形。與液體不同的是氣體可以被壓縮。假如沒有限制（容器或力場）的話，氣體可以擴散，其體積不受限制。氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子相互之間可以自由運動。氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子的動能比較高。 氣體形態(tài)可過通其體積、溫度和其壓強所影響。這幾項要素構成了多項氣體定律，而三者之間又可以互相影響。氣體有實際氣體和理想氣體之分。理想氣體被假設為氣體分子之間沒有相互作用力，氣體分子自身沒有體積，當實際氣體壓力不大，分子之間的平均距離很大，氣體分子本身的體積可以忽略不計，溫度又不低，導致分子的平均動能較大，分子之間的吸引力相比之下可以忽略不計，實際氣體的行為就十分接近理想氣體的行為，可當作理想氣體來處理。

智能遠程控制電動高壓氣體減壓閥工作原理理想氣體的基本特征

以下內(nèi)容中討論的全部為理想氣體，但不應忘記，實際氣體與之有差別，用理想氣體討論得到的結論只適用于壓力不高，溫度不低的實際氣體。pV=nRT 遵從理想氣體狀態(tài)方程是理想氣體的基本特征。理想氣體狀態(tài)方程里有四個變量——氣體的壓力p、氣體的體積V、氣體的物質(zhì)的量n以及溫度T和一個常量（氣體常為R），只要其中三個變量確定，理想氣體就處于一個狀態(tài)，因而該方程叫做理想氣體狀態(tài)方程。溫度T和物質(zhì)的量n的單位是固定不變的，分別為K和mol，而氣體的壓力p和體積V的單位卻有多種取法，這時，狀態(tài)方程中的常量R的取值（包括單位）也就跟著改變，在進行運算時，千萬要注意正確取用R值

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種解決高壓、大流量供氣系統(tǒng)在變?nèi)肟趬毫Α⒆兞髁抗r下的出口壓力遠程調(diào)控、穩(wěn)定和監(jiān)測等問題的可實現(xiàn)單氣源智能遠程控制的高壓氣體減壓閥。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種高壓氣體減壓閥，其中，包括電動氣壓控制器和主閥，所述電動氣壓控制器與所述主閥密封連接，所述電動氣壓控制器分別與一控制終端及出口氣體壓力傳感器連接，所述主閥分別與外接氣源及所述出口氣體壓力傳感器連接，所述出口氣體壓力傳感器與外接后端用氣管路連接。

智能遠程控制電動高壓氣體減壓閥工作原理基本性

減壓閥（ reducing valve）是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，在進口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力在設定的范圍內(nèi)， 

（1） 調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關。 

（2） 壓力特性：它是指流量g為定值時，因輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性。輸出壓力波動越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力—定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。 

（3） 流量特性：它是指輸入壓力—定時，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當流量g發(fā)生變化時，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動就越小。

上述的高壓氣體減壓閥，其中，所述電動氣壓控制器包括控制器本體和安裝在所述控制器本體上的控制單元、排氣電磁閥和進氣電磁閥，所述控制器本體內(nèi)部形成一控制腔，所述控制器本體上設置有控制腔入口接管嘴、控制腔測壓接管嘴和控制腔出口接管嘴，所述控制腔入口接管嘴通過所述控制器本體的氣路和所述進氣電磁閥的入口連通，所述進氣電磁閥通過所述控制器本體的氣路和所述控制腔連通，所述控制腔通過所述控制器本體的氣路分別和所述控制腔測壓接管嘴及所述排氣電磁閥的入口連通，所述排氣電磁閥的出口通過所述控制器本體的氣路和所述控制腔出口接管嘴連通。上述的高壓氣體減壓閥，其中，所述控制器本體上還設置有電控插座，所述電控插座、所述排氣電磁閥及所述進氣電磁閥分別與所述控制單元的對應接口連接。上述的高壓氣體減壓閥，其中，所述電動氣壓控制器還設置有用于提高抗干擾性能的阻尼板，所述阻尼板安裝在所述控制器本體上與所述主閥連接的一端。