气动控制阀典型附件控制原理与分析螺旋断层加速器及设计特点

气动加速器的原理

在现代的自动化生产过程中,控制系统对阀门提出了各种特殊要求,因此控制阀必须配备各种附件设备(称为附件)以满足生产过程的需求。例如,为了改善调节阀的静态和动态特性,必须配备一个定位器。为了保持工作电源的清洁和压力的稳定,必须安装空气过滤减压阀。另外,为了实现 1 所示的 控制阀常见的安全故障模式 其他功能特性和要求,还需要相应的控制附件,以达到相应的控制目的;简而言之,附件的作用是使控制阀功能完善,合理,安全,操作方便。


1 工程中常见的 3 控制阀安全故障方式

Fig.1 Types of control valves in Figure 1 project safe failure mode

1 典型控制方案和原理分析

鉴于控制阀附件配置功能的多样化要求和现代自动化过程控制技术的要求,我们现在正在与业界同行进行讨论。针对不同的生产过程控制环节和要求,列出了典型的附件配置方案,并对原理进行了如下分析。

1.1 当气体(电)正常时,可以任意调节阀门位置;当互锁和安全失效时,阀门可以复位( FO FC

见图 2 ,当气体(电)正常且电磁阀在配置中通电时,在定位器的输出端与执行器之间装有一个二位三通电磁阀。 P←→A 相通,供给 (4~20Ma) 该信号可实现任何阀门位置。当控制阀的电源故障(功率损耗或功率低于最小极限值)或控制需要紧急联锁,并且电磁阀本身接触不良以及其他安全故障时,可以将其反转。 A→R 连接后,执行器膜头中的气源迅速通过电磁阀 R 此时,无论是否向定位器发出信号,控制阀都处于初始位置(此图中的配置为故障打开)。从而确保相关过程的安全生产,并且还确保相关设备不被损坏。


2 典型控制方案和原理分析 1

Fig.2 Characteristic control method and principle analysis1

1.2 气(电)源正常时,可独立调节或独立切断,详见配置

见图 3 ,根据现场工艺生产的要求,同一台机器需要能够在一定时间内实现独立的调整操作和独立的停机操作。气(电)源正常时,系统发出 4~20Ma 信号通过气动控制阀发送到定位器并由气动加速器放大 R→A 对于单作用执行器(此时的空气调节阀仅起到一个通道的作用),即该过程实现了阀门开启位置的快速调节;当气(电)源正常且定位器信号中断时,电磁阀通电或断电运行,此时配备的二位三通气控阀实现往复换向动作,即 P→A 相通或 R→A 连接后,相应的阀门位置完全打开或完全关闭。


3 典型控制方案和原理分析 2

Fig.3 Typical control method and principle analysis2

1.3 它可以正常独立调整,也可以独立切断,并且都具有故障保持功能( FL )功能(以单作用执行器为例) 4

1 )明确安全保护元件 - 信号比较器和气动阀(气锁阀)的功能和特性:

信号比较器:主要检测系统的电信号大于设定值时,固态继电器接通负载(电磁阀),检测系统的电信号小于设定值时,切断关闭负载的电源(电磁阀);

气动止回阀(气闸阀):作为自动控制回路中的重要安全保护组件,当控制系统气源发生故障(空气损失)或低于止回阀的设定值时,它将自动切断调节仪器和控制装置阀门的通道确保了控制阀的开度保持在故障发生前的位置,从而使过程可以正常进行。消除气源故障后,可以自动恢复正常。

2 )控制方案和控制原理如下:

当气(电)源正常时,系统发出 4~20Ma 信号、(电压 AC DC )分别到定位器和信号比较器。此时电磁阀 B 带电时,此时的二位三通空气调节阀相当于一个通道,在发出控制信号后可将其调节到任何位置。

当信号比较器检测到异常的电信号或电源时,它会中断与其连接的电磁阀 B 控制电源,电磁阀 B 此时,将止回阀的气源入口( IN )压力小于其自身弹簧的设定值,可实现故障保持;

当主气源切断或气源压力低于保持阀的弹簧设定值时,无论控制功率或电信号是否正常,阀位都将保持在故障位置;

当现场控制需要切换操作时,控制系统会中断向定位器和信号比较器的信号供应。系统将另一根电缆连接到电磁阀 B 通电,再对电磁阀 A 上电或断电操作时,阀门将完全打开或完全关闭。当它出现 在解释其中一种异常时,阀门保持在原位。


4 典型控制方案和原理分析 3

Fig.4 Typical control method and principle analysis3

1.4 控制阀的速度可以任意改变 (以单作用执行器为例) 5

如果现场生产过程需要手动更改控制阀打开或关闭阀的速度,则更改(延迟)动作响应,并根据控制响应指数人工预设单向节流阀 1 或单向节流阀 2 内置拦截区,两个单向节流阀应反向连接。


5 典型控制方案和原理分析 4

Fig.5 Typical control method and principle analysis4

1.5 三阶段(起点,预设位置) x% ,终点)截止阀(见图) 6 7 8

三级气动截止阀基本上由三级气动执行器和球阀或蝶阀组成。它是一种特殊的气动阀,提供阀的初始位置,预设位置和结束位置的三阶段操作模式。辅助活塞的排量是预设的 , 从而实现将阀门开度设定在某个位置。 (根据经验预设阀门位置 x% 范围一般为 10%-60% )它依靠电磁阀控制阀的适当位置。此外,它配备了快速排气或节流元件,因此三级控制阀具有非常好的开关特性。可以调节阀门的打开和关闭速度,以适应各种过程,包括流速不稳定的单个或多个管道。防止液体飞溅 , 使管道中的流体平稳变化,不会因水锤的冲击而引起易燃流体爆炸,并且不会因冲击而损坏系统中的流量计和其他仪器,因此适用于石油,化工,轻工,国防等行业的流量控制系统,因此它被广泛应用于媒体存储,填充,装载等系统。

对于单作用三级执行器,可通过控制附件的配置(阀两步打开和一步关闭)或根据要求(阀两步打开和两步关闭)来实现,见图 6 及其动作时序。

对于双作用三级执行器,可以通过控制附件的配置来实现(阀门一步一步打开,然后两步关闭) 7 及其动作顺序; (阀门分两步打开,分两步关闭) 8 及其动作时序。


6 三级截止阀控制方案与原理分析 1

Fig.6 3-section cut off valve control method and principle analysis1


7 三级截止阀控制方案与原理分析 2

Fig.7 3-section cut off valve control method and principle analysis2


8 三级截止阀控制方案与原理分析 3

Fig.8 3-section cut off valve control method and principle analysis 3

1.6 截止阀配有一个双作用执行器,该执行器通常是关闭的。一旦切断电源或气源低于最小值,阀门将自动返回事故安全位置 ( 全开或全关 ) ,见图 9

原理概述如下:

当气源功率正常时,电磁阀工作(通电或断电)以实现阀的全开或全关动作。

当切断电源或气体且气源压力低于最小值时,储气罐内的气源实现阀门全开或全关,即通过正常出口的事故安全位置连接的气体控制阀。


9 截止阀控制方案及原理分析

Fig.9 Block valve control method and principle analysis

[作者]徐守平;戴相坤;鞠中坚谢传斌;龚汉顺葛瑞刚王云来王连元

[组织]解放军总医院放疗科;

【摘要】 目的:介绍Tomotherapy的原理,并分析其与传统加速器的区别。方法:分析和总结螺旋层析成像加速器,二元气动多叶准直仪的辐射特性以及兆伏CT(MVCT)的成像原理。结果:螺旋层析成像加速器设计用于强度调制放射治疗(IMRT)/图像引导放射治疗(IGRT),以实现基本的优化。结论:断层扫描是医学直线加速器和CT机的组合,是实现临床IMRT,IGRT和剂量引导放射疗法(DGRT)的理想平台。 更多 还原

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