智能遠(yuǎn)程控制電動(dòng)高壓氣體減壓閥工作原理

本實(shí)用新型涉及一種氣動(dòng)控制裝置，特別是一種可實(shí)現(xiàn)單氣源智能遠(yuǎn)程控制的高壓氣體減壓閥。電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(hào)發(fā)生器、位置限位開(kāi)關(guān)以及閥位顯示?？芍苯咏邮芄I(yè)控制儀表或計(jì)算機(jī)等輸出的（4-20mADC或1-5VDC）進(jìn)行閥門(mén)的開(kāi)度控制，達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力流量、溫度等目的。同時(shí)可以輸出（4-20mADC或1-5VDC）閥位反饋信號(hào)。

ZDLP電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥閥體為低阻流直通單座上導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。具有精度高、流量大、泄漏量小的特點(diǎn)，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(cè)壓元件傳感器（也稱(chēng)作壓力傳感器)、測(cè)量電路和過(guò)程連接件三部分組成。它能將測(cè)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(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)(如4~20mADCc等)，以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。

智能遠(yuǎn)程控制電動(dòng)高壓氣體減壓閥工作原理背景技術(shù)：

高壓、大流量的自動(dòng)化氣體減壓閥是新型運(yùn)載火箭發(fā)射支持系統(tǒng)自動(dòng)化、集成化的關(guān)鍵元件之一，它的各項(xiàng)性能指標(biāo)及可靠性對(duì)系統(tǒng)性能有著非常重要的影響。目前，國(guó)內(nèi)外采用電控氣壓加載方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(lèi)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(shè)低壓氣源也增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。除采用電控氣壓加載方式之外，還有采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)減壓閥自動(dòng)化的技術(shù)方案。這類(lèi)減壓閥控制方式較復(fù)雜，且響應(yīng)較慢。上述減壓閥在整體體積、工作模式、壓力、流量、性?xún)r(jià)比等方面均無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足新型運(yùn)載火箭發(fā)射支持系統(tǒng)的要求。

   壓力變送器用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成4-20mADC信號(hào)輸出。主要有電容式壓力變送器和擴(kuò)散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應(yīng)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(yīng)實(shí)現(xiàn)了壓力量向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)電子線路將敏感元件產(chǎn)生的毫伏信號(hào)放大為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

       二、電容式

       當(dāng)壓力直接作用在測(cè)量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測(cè)量膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，然后采用專(zhuān)用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-2OmA電流信號(hào)或者1-5V電壓信號(hào)。由于測(cè)量膜片采用標(biāo)準(zhǔn)化集成電路，內(nèi)部包含線性及溫度補(bǔ)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(zhuān)用的兩線制芯片，可以保證輸出兩線制4-2OmA電流信號(hào)，方便現(xiàn)場(chǎng)接線。

       三、擴(kuò)散硅

       被測(cè)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(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

       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(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)。

       五、應(yīng)變片式

       電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)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(dá)I 25MPa，調(diào)壓精度可達(dá)1%，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣體減壓閥的遠(yuǎn)程控制，但是該仍然需要人工進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，其控制精度和穩(wěn)定性均無(wú)法達(dá)到新型運(yùn)載火箭發(fā)射支持系統(tǒng)自動(dòng)化、集成化的要求。

 氣體是物質(zhì)的一個(gè)態(tài)。氣體與液體一樣是流體：它可以流動(dòng)，可變形。與液體不同的是氣體可以被壓縮。假如沒(méi)有限制（容器或力場(chǎng)）的話，氣體可以擴(kuò)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(yùn)動(dòng)。氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子的動(dòng)能比較高。 氣體形態(tài)可過(guò)通其體積、溫度和其壓強(qiáng)所影響。這幾項(xiàng)要素構(gòu)成了多項(xiàng)氣體定律，而三者之間又可以互相影響。氣體有實(shí)際氣體和理想氣體之分。理想氣體被假設(shè)為氣體分子之間沒(méi)有相互作用力，氣體分子自身沒(méi)有體積，當(dāng)實(shí)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(jì)，溫度又不低，導(dǎo)致分子的平均動(dòng)能較大，分子之間的吸引力相比之下可以忽略不計(jì)，實(shí)際氣體的行為就十分接近理想氣體的行為，可當(dāng)作理想氣體來(lái)處理。

智能遠(yuǎn)程控制電動(dòng)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(yīng)忘記，實(shí)際氣體與之有差別，用理想氣體討論得到的結(jié)論只適用于壓力不高，溫度不低的實(shí)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(gè)變量——?dú)怏w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(gè)常量（氣體常為R），只要其中三個(gè)變量確定，理想氣體就處于一個(gè)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(shí)，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(jìn)行運(yùn)算時(shí)，千萬(wàn)要注意正確取用R值

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種解決高壓、大流量供氣系統(tǒng)在變?nèi)肟趬毫?、變流量工況下的出口壓力遠(yuǎn)程調(diào)控、穩(wěn)定和監(jiān)測(cè)等問(wèn)題的可實(shí)現(xiàn)單氣源智能遠(yuǎn)程控制的高壓氣體減壓閥。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種高壓氣體減壓閥，其中，包括電動(dòng)氣壓控制器和主閥，所述電動(dòng)氣壓控制器與所述主閥密封連接，所述電動(dòng)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(yuǎn)程控制電動(dòng)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(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時(shí)借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開(kāi)度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，在進(jìn)口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力在設(shè)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(dá)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(guān)。 

（2） 壓力特性：它是指流量g為定值時(shí)，因輸入壓力波動(dòng)而引起輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)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(shí)，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當(dāng)流量g發(fā)生變化時(shí)，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(dòng)就越小。

上述的高壓氣體減壓閥，其中，所述電動(dòng)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(jìn)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(shè)置有控制腔入口接管嘴、控制腔測(cè)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(guò)所述控制器本體的氣路和所述進(jìn)氣電磁閥的入口連通，所述進(jìn)氣電磁閥通過(guò)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(guò)所述控制器本體的氣路分別和所述控制腔測(cè)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(guò)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(shè)置有電控插座，所述電控插座、所述排氣電磁閥及所述進(jìn)氣電磁閥分別與所述控制單元的對(duì)應(yīng)接口連接。上述的高壓氣體減壓閥，其中，所述電動(dòng)氣壓控制器還設(shè)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。