Résumé: En tant qu'équipement de contrôle d'automatisation industrielle important, la vanne de contrôle pneumatique est largement utilisée dans de nombreux domaines tels que l'industrie chimique, le pétrole, l'énergie électrique, la métallurgie, etc.Il utilise l'air comprimé comme source d'énergie, combiné à un positionneur et à un actionneur électriques, pour réaliser le contrôle précis des paramètres de processus tels que le débit moyen et la pression dans les conduites.Nous allons présenter en détail la composition structurelle, principe de fonctionnement, caractéristiques d'application, état de défaut, résolution de défaut et son importance dans la production industrielle de soupapes pneumatiques.
I. la structure et la composition de la soupape de commande pneumatique
La soupape de commande pneumatique est principalement composée des parties suivantes:
1. actionneur pneumatique: il s'agit du composant central de la vanne de réglage pneumatique, chargé de recevoir les signaux du système de commande (comme le PLC) et de les convertir en action mécanique.L'actionneur pneumatique comprend généralement un diaphragme pneumatique, des composants de ressorts, d'actionneurs et de tiges de soupapes.
2. corps régulateur de la vanne: comprenant la bobine de la vanne, le siège de la vanne et le corps de la vanne elle-même; bobine et siège sont les éléments clés pour réaliser l'effet d'étranglement,ils contrôlent le débit et la pression du milieu par le changement de position relative.
3. positionneur de vanne: utilisé pour améliorer la précision du contrôle de la vanne. positionneur selon le signal de rétroaction du déplacement de la tige de vanne pour assurer la précision et la stabilité de l'action de la vanne.
4. accessoires: tels que la soupape de réduction de pression de filtration, la soupape solénoïde, le dispositif de commande manuelle, etc., utilisés pour faciliter le fonctionnement normal du système.
II. le principe de fonctionnement de la vanne de commande pneumatique
Le processus de fonctionnement de la vanne de commande pneumatique peut être divisé en les étapes suivantes:
Réception et conversion du signal: soupape de commande pneumatique à travers le système de commande (comme le PLC) pour recevoir des signaux de courant ou des signaux analogiques,Ces signaux sont convertis en signaux pneumatiques par le positionneur ou le convertisseur de vanne électrique.Par exemple, un signal courant commun de 4 à 20 mA peut être converti en un signal pneumatique de 0,2 à 0,1 MPa par le positionnement de la vanne.Cette conversion permet à l'actionneur pneumatique d'effectuer des actions correspondantes en fonction des changements du signal d'entrée.
2. Action de l'actionneur
Lorsque le signal pneumatique pénètre dans l'actionneur pneumatique à film mince, l'air comprimé pousse la membrane à se dilater, ce qui pousse à son tour l'actionneur et la soupape,provoquant le déplacement de la bobine et le changement de l'ouverture de la vannePlus précisément:
- Lorsque le signal de pression de l'air augmente, la tige de poussée se déplace vers le haut, entraînant la tige et la bobine de la vanne vers le haut, et la vanne s'ouvre largement;
- Lorsque le signal de pression de l'air diminue, la tige de poussée se déplace vers le bas, entraînant la tige et la bobine de la vanne vers le bas, la vanne se ferme petit.
3Le rôle du positionneur de vanne
The valve positioner adjusts the action of the pneumatic actuator in real time according to the displacement feedback signal of the valve stem to ensure that the opening of the valve is consistent with the input signalLorsque le signal de rétroaction est équilibré avec le signal d'entrée, la vanne cesse de bouger, assurant ainsi la précision et la stabilité du réglage.
Positionneur à action positive: lorsque le signal d'entrée augmente, la pression d'air à la tête du diaphragme augmente, de sorte que l'ouverture de la vanne augmente.
Positionneur à action inverse: lorsque le signal d'entrée augmente, la pression d'air à la tête du diaphragme diminue, de sorte que l'ouverture de la vanne diminue.
La sélection du positionneur doit être adaptée aux exigences spécifiques de l'actionneur et de la vanne de régulation afin d'assurer la stabilité et la fiabilité du système.
4. régulation du débit et de la pression du milieu
La pression pré-valve est changée en pression post-valve par l'effet d'étranglement de la bobine et du siège de la vanne.
- régulation de la pression: P2 est introduit dans la chambre supérieure de la membrane par le pipeline et agit sur le disque supérieur, la force résultante est équilibrée avec la force de réaction du ressort,qui détermine la position relative de la bobine et du siègeLorsque P2 augmente, la force sur le disque supérieur augmente, surmonte la force du ressort, ferme la bobine, réduit la surface d'écoulement,augmente la résistance de débit, et P2 diminue jusqu'à atteindre la valeur définie.
- régulation du débit: en modifiant la position relative de la bobine et du siège, la surface de débit du milieu est réglée, régulant ainsi le débit.la vanne est ouverteLorsque le débit doit être réduit, la vanne est fermée.
5- Retour d'information et régulation.
Dans l'ensemble du processus de réglage, l'ouverture de la vanne change, le levier de rétroaction donnera au positionneur un signal de rétroaction en temps réel.Le positionneur s'ajuste en fonction de ce signal de rétroaction pour assurer la précision et la stabilité de l'action de la vanneLorsque le signal de rétroaction est équilibré avec le signal d'entrée, la vanne cesse de bouger et maintient le degré d'ouverture actuel.
6. forme d'action de l'actionneur pneumatique
Action positive: lorsque la pression d'air d'entrée de l'actionneur pneumatique augmente, l'actionneur se déplace vers le bas, ce qu'on appelle action positive.
Action inverse: lorsque la pression d'air d'entrée de l'actionneur pneumatique augmente, la tige de poussée se déplace vers le haut, ce qu'on appelle une action inverse.
7. Chargement avant et arrière du mécanisme de régulation
Valve à charge positive: lorsque la bobine se déplace vers le bas, la surface de la section transversale du débit entre la bobine et le siège de la valve diminue.
Valve à charge inverse: lorsque la bobine descend, la surface de la section transversale de circulation augmente.
8. forme d'action de l'actionneur pneumatique
Air to Open (Air to Open, A.O.): lorsque la pression du signal augmente, la vanne s'ouvre progressivement; lorsqu'il n'y a pas de signal, la vanne se ferme.
Air to Close, AC: lorsque la pression du signal augmente, la vanne se ferme progressivement; lorsqu'il n'y a pas de signal, la vanne est complètement ouverte.
III. les caractéristiques d'application de la soupape de commande pneumatique.
La soupape de commande pneumatique présente les avantages importants suivants, ce qui la rend largement utilisée dans les systèmes de commande d'automatisation industrielle:
1- Contrôle simple: le fonctionnement et l'entretien des vannes pneumatiques sont relativement simples, sans nécessiter de circuits électroniques complexes, ce qui réduit le taux de défaillance et les coûts d'entretien.
2. réponse rapide: en raison de la vitesse de réponse rapide de la puissance de l'air comprimé,les soupapes de commande pneumatiques peuvent être terminées en peu de temps, de la réception des instructions à la mise en œuvre de l'ensemble du processus d'action., améliorer la rapidité de réponse du système.
3- Sécurité intrinsèque: les vannes de commande pneumatiques ne dépendent pas de l'alimentation électrique, pour éviter le risque d'étincelles électriques, en particulier pour les endroits inflammables et explosifs.
4• Une grande adaptabilité: la vanne de commande pneumatique peut réguler le gaz, la vapeur, le liquide et d'autres supports, adaptés à différentes conditions de travail.
5. longue durée de vie: la structure de la soupape de commande pneumatique est raisonnablement conçue, le choix des matériaux est excellent, avec une grande durabilité et fiabilité,et peut fonctionner de façon stable pendant longtemps.
6. économie d'énergie et efficacité élevée: grâce à un contrôle précis du débit et de la pression des supports, la vanne de commande pneumatique peut efficacement économiser de l'énergie et améliorer l'efficacité de la production.
IV. le lieu d'application typique
Les vannes de réglage pneumatiques sont largement utilisées dans les industries et les occasions suivantes:
1. industrie chimique: utilisé pour réguler le débit et la pression des matériaux dans le réacteur chimique, pour assurer la stabilité et la sécurité des conditions de réaction.
2. industrie pétrolière: utilisée dans les puits de pétrole, les raffineries de pétrole et autres lieux pour réguler le débit et la pression dans les conduites de transport de pétrole et de gaz,pour assurer la sécurité et la stabilité du processus de production.
3. industrie de l'électricité: utilisé dans le système d'alimentation en eau de la chaudière et le système de régulation de la vapeur de la centrale thermique pour assurer la stabilité et l'efficacité du fonctionnement de la chaudière.
4. industrie métallurgique: utilisée dans les hauts fourneaux, les convertisseurs et autres équipements, le système d'eau de refroidissement, le système de régulation des gaz, etc., pour assurer la sécurité et la stabilité du processus de production.
5L'industrie pharmaceutique: Il est utilisé pour toutes sortes de matériaux de transport et de régulation dans le processus de production pharmaceutique,pour assurer l'exactitude et la norme d'hygiène du processus de production.
V. l'état de défaillance de la vanne de régulation
Selon la forme d'action, les vannes pneumatiques sont généralement divisées en vannes à gaz ouvertes et à gaz fermées.dans la source d'air coupée, la vanne est en position fermée est plus sûre ou la position ouverte est plus sûre.
La pression de l'air dans la tête du diaphragme augmente, la valve pour ouvrir la direction d'action accrue, lorsque la pression d'air d'entrée atteint la limite supérieure,la soupape est en état d'ouverture totaleÀ l'inverse, lorsque la pression de l'air diminue, la vanne agit dans le sens de la fermeture, et quand il n'y a pas d'air d'entrée, la vanne est complètement fermée.Les soupapes de type air-open sont parfois appelées fail to close (Fail to Close)., FC).
La pression de l'air augmente, la vanne ferme la direction d'action; la pression de l'air diminue ou aucune entrée,la soupape pour ouvrir la direction ou l'état complètement ouvertPar conséquent, il est parfois appelé faute à ouvrir type (Fail to Open, FO).
Les soupapes de commande peuvent rencontrer diverses défaillances pendant leur fonctionnement, en particulier en cas d'interruption de la source d'air ou du signal électrique.Les vannes de commande sont généralement conçues avec différentes méthodes de traitement des défauts:
1. FC (Fail to Close): La vanne se ferme automatiquement en cas de défaillance de la source de gaz ou du signal électrique.comme les vannes de commande sur les conduites de gaz à combustible.
2. FO (Fail to Open): La vanne s'ouvre automatiquement lorsque la source de gaz ou le signal électrique est perdu.soupapes de ventilation d'urgence.
3. FL (Fail to Last Position): lorsque la source d'air ou le signal électrique est perdu, la vanne reste dans sa position actuelle.Convient pour les applications où une réaction immédiate à un défaut n'est pas requise.
4. FLC (Fail to Last Position with Closing Trend): lorsque la source d'air ou le signal électrique est perdu, la vanne conserve sa position mais a tendance à se fermer et finit par se fermer.Convient pour les applications nécessitant une fermeture lente en cas de panne.
5. FLO (Fail to Last Position with Opening Trend, maintain the original position and tend to open): lorsque la source de gaz ou le signal électrique est perdu, la vanne conserve sa position mais tend à s'ouvrir,et finalement ouvert. Convient pour les scénarios d'application qui nécessitent une ouverture lente en cas de panne.
6. AFL/EFC (échec de fermeture avancée)
- AFL/EFC-1: Perte d'alimentation en air, soupape magnétique non déchargée, soupape en position.
-AFL/EFC-2: indépendamment de la perte de la source de gaz, si la soupape magnétique est déchargée, la soupape est en position fermée.
7. AFL/EFO (échec de l'ouverture avancée)
-AFL/EFO-1: Perte d'alimentation d'air La soupape électromagnétique n'est pas déchargée, la soupape est en position.
- AFL/EFO-2: La vanne est en position ouverte, indépendamment du fait que la source d'air soit perdue ou que le solénoïde soit désactivé.
- Je vous en prie.la défaillance et le dépannage de la soupape pneumatique
1, la vanne pneumatique ne peut pas agir
phénomène de défaillance: la vanne pneumatique ne peut pas s'ouvrir ou se fermer.
Analyse des causes
A, pression de gaz insuffisante ou blocage de la conduite de gaz: le fonctionnement de la vanne pneumatique dépend d'une pression de gaz stable.La valve ne peut pas fonctionner normalement..
B, défaillance de la soupape magnétique: la soupape magnétique est un élément important du système de commande pneumatique de la soupape.Il affectera directement l'action de la vanne pneumatique..
C, défaillance de l'actionneur: le piston ou le cylindre à l'intérieur de l'actionneur coincé ou le phénomène de fuite interne, conduira également à la soupape pneumatique ne peut pas fonctionner correctement.
D, impuretés ou obstructions à l'intérieur du corps de la vanne: il peut y avoir des impuretés ou obstructions dans le corps de la vanne, affectant la trajectoire d'écoulement, ce qui entraîne l'impossibilité d'ouvrir ou de fermer la vanne normalement.
Méthodes d'élimination
A. Vérifiez si la pression de la source de gaz et de la conduite de gaz est normale, s'il y a un problème, réparer à temps.nettoyer ou remplacer les pièces obstruées dans le circuit d'air.
B. Remplacer la soupape électromagnétique ou nettoyer la bobine.
C. Vérifiez si l'actionneur, tel que le piston, le cylindre, etc., est endommagé ou s'il y a une fuite interne. Si des pièces sont endommagées, remplacez-les à temps.Lubrifier régulièrement les pièces mobiles de l'actionneur pour réduire l'usure.
D. Nettoyer l'intérieur du corps de la vanne pour assurer la fluidité du débit.faire attention à maintenir la propreté du milieu pour éviter les impuretés dans le corps de la vanne.
2, action lente de la soupape pneumatique
phénomène de défaillance: vitesse d'ouverture ou de fermeture lente de la soupape pneumatique.
Analyse des causes
A. Pression insuffisante de la source de gaz ou blocage de la conduite de gaz: une pression insuffisante de la source de gaz ou un blocage de la conduite de gaz entraînera un ralentissement de l'action de la vanne pneumatique.
B. Frottement excessif à l'intérieur de l'actionneur: le frottement excessif entre le piston et la paroi du cylindre à l'intérieur de l'actionneur, ou le vieillissement des joints, peut entraîner un ralentissement de l'action de la vanne pneumatique.
C. Impuretés ou obstructions à l'intérieur du corps de la vanne: il peut y avoir des impuretés ou obstructions à l'intérieur du corps de la vanne, affectant le débit en douceur, ce qui entraîne un ralentissement de l'action de la vanne pneumatique.
Méthodes d'élimination
A. Vérifiez si la pression de la source d'air et le circuit d'air sont normaux, en cas de problème, réparez-le à temps.nettoyer ou remplacer les pièces bloquées dans le circuit d'air.
B. Lubrifier l'actionneur et remplacer les pièces qui sont mal usées.
C. Nettoyer l'intérieur du corps de la vanne pour assurer la fluidité de la voie d'écoulement.faire attention au maintien de la propreté du milieu pour éviter les impuretés dans le corps de la vanne.
3"Fuite de soupape pneumatique"
phénomène de défaillance: la soupape pneumatique à l'état fermé présente toujours une fuite de médium.
Analyse des causes
A, dommages ou vieillissement des joints: les joints (tels que l'anneau O, le joint) endommagés ou vieillissants, peuvent entraîner une fuite des supports de la vanne pneumatique dans l'état fermé.
B, les connexions du corps de la vanne sont lâches ou mal scellées: les connexions du corps de la vanne sont lâches ou mal scellées, ce qui peut également entraîner une fuite des supports dans les vannes pneumatiques en état fermé.
C. Fuite à l'intérieur de l'actionneur: une fuite du cylindre ou du piston à l'intérieur de l'actionneur affectera les performances d'étanchéité de la vanne pneumatique.
Méthodes d'élimination
A. Remplacer les joints endommagés ou vieillissants, vérifier régulièrement l'état des joints, détecter et traiter le problème en temps opportun.
B. Resserrer les connexions du corps de la vanne pour assurer un bon scellage.
C. Vérifiez l'intérieur de l'actionneur, s'il y a une fuite, réparez-le ou remplacez les pièces à temps..
4"Précision de positionnement de la soupape pneumatique
phénomène de défaillance: la vanne pneumatique ne peut pas atteindre la position prédéfinie de l'interrupteur.
Analyse des causes
A, défaillance du positionneur ou réglage incorrect: le positionneur est une partie importante du système de commande pneumatique de la vanne.la soupape pneumatique n'atteint pas la position de commutation prédéfinie.
B. Traction insuffisante ou mal réglée de l'actionneur pneumatique:Une course insuffisante ou mal réglée de l'actionneur pneumatique peut également entraîner l'échec de la vanne pneumatique à atteindre la position de commutation prédéfinie..
Méthodes de dépannage
A. Vérifiez si le positionneur est défectueux ou mal réglé, et remplacez-le ou réajustez-le si nécessaire.
B. Vérifiez si la course de l'actionneur pneumatique est insuffisante ou mal réglée, ajustez ou remplacez les pièces si nécessaire.Vérifiez régulièrement la course de l'actionneur pneumatique pour s'assurer qu'il est conforme aux exigences de conception.
5Autres défauts
5.1 Début de l'action de la soupape
phénomène de défaillance: début du phénomène de saut d'action de la vanne.
Analyse des causes: la charge peut être trop importante, il est nécessaire d'augmenter les spécifications de l'actionneur.
Méthode d'élimination: en fonction de la charge réelle, sélectionner les spécifications appropriées de l'actionneur pour s'assurer qu'il peut répondre aux exigences de charge.
5.2 Saut à la fin de l'action de la vanne
phénomène de défaillance: phénomène de saut à la fin de l'action de la vanne.
Analyse des causes: l'action peut être trop rapide, l'énergie d'inertie trop importante, la nécessité d'augmenter la vanne de régulation de vitesse ou le tampon externe.
Méthodes d'élimination: dans le système pneumatique pour augmenter la vanne de régulation de vitesse ou le dispositif tampon externe, réduire la vitesse d'action, réduire l'impact de l'énergie d'inertie.
5.3 Aucun signal retour au signal
phénomène de défaillance: aucune sortie de signal vers le signal.
Analyse des causes: le signal peut être coupé, déconnecté, nécessiter une réparation ou le remplacement du microcommutateur.
Remède: Vérifiez le câble d'alimentation du signal, réparez le court-circuit ou le circuit cassé et remplacez le micro-interrupteur si nécessaire.
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