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气动调节球阀新闻
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浅谈阀门定位器与控制阀的连接

[来源:原创] [作者:无锡科莱恩流体控制设备有限公司] [日期:15-09-26] [点击:]

   【摘要】阀门定位器是控制阀的重要附件,与执行机构匹配后,可以改善控制阀的静态特性和动态特性,克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响,实现控制信号对控制阀的准确定位,最终保证控制系统及工业过程的有效运行。
     引言

    对于调节型的控制阀,配置阀门定位器已是用户普遍选择。阀门定位器与控制阀执行机构(主要是气动执行机构)配合使用,可以改善控制阀的静态特性和动态特性,克服阀杆的摩擦力并消除不平衡力的影响,实现控制信号对控制阀的准确定位,最终保证控制系统及工业过程的有效运行。在摩擦力大需要精确定位、缓慢过程需要提高控制阀响应速度、需要提高执行机构输出力和切断能力、分程控制和控制阀运行中有时需要改变正反作用形式、需要改变控制阀流量特性以及阀前后高压差的场合,都适用阀门定位器。

     国内外的调节阀生产厂家众多,造成控制阀品种多、规格多、参数多。仅此连接的问题而言,目前只有SAMSON、ARCA、KSB及FISHER等一小部分制造厂家生产符合阀门定位器与控制阀连接标准的产品。文章结合相关标准和常用控制阀产品试对阀门定位器与控制阀连接的技术细节进行分析探讨。

     1.阀门定位器与控制阀的连接标准

     对于阀门定位器与控制阀的连接,长期以来各个厂家各自设计配套,相互配用困难,有的连接结构也不太适合复杂现场环境、反馈部件和外管路繁杂、易碰损、抗震性差、维护不方便。欧洲国家尤其是德国很早就开始推动此项标准化工作。德国测量与控制标准协会(NAMUR)30多年前就制定有NE04标准,业内称为NAMUR连接(NAMUR有一系列有关过程控制仪表连接的标准规范,国内控制仪表行业统称之为NAMUR连接),基本解决了不同厂家的控制阀执行机构与阀门定位器相互组合、方便互换的问题;我国于2005年发布了等同于IEC的GB/T标准(GB/T17213.6-2005和GB/T17213.13-2005)并于2006年开始实施。而在德国,其德国工程师协会/德国电气工程师协会(VDI/VDE)也发布有阀门定位器与控制阀连接的VDI/VDE3847标准和VDI/VDE3845标准,IEC60534-6-1《工业过程控制阀第6-1部分定位器与控制阀执行机构连接的安装细节定位器在直行程执行机构上的安装》,目的是构筑阀门定位器在执行机构侧面连接的标准化,使各种阀门定位器能直接地或利用过渡支架安装于直行程执行机构上,以满足各种控制阀执行机构与阀门定位器能互换的要求。标准化安装方式适用于铸造支架、杆型(立柱)支架或某种中心管支架,结构规范了带有安装孔的凸缘(即NAMURNE04标准中的NAMURrib)、带安装螺孔的平面以及利用U形螺栓固定安装板。其中,带凸缘的铸造支架结构的规范尺寸见图1。

     
      图1 带凸缘铸造支架结构的连接尺寸(适用直行程执行机构)
IEC60534-6-2《工业过程控制阀第6-2部分定位器与控制阀执行机构连接的安装细节定位器在角行程执行机构上的安装》,适用于角行程执行机构,其基本结构和通用结构的规范尺寸见图2、图3、图4。
      

      图2 角行程执行机构的连接尺寸(1)

    
      图3 角行程执行机构的连接尺寸(2)

     
      图4 角行程执行机构的连接尺寸(3)
      德国VDI/VDE3847标准有两个部分,其第1部分针对直行程执行机构提出三种情况的连接标准:直接安装的集成连接方式、铸造支架的连接方式、杆型支架的连接方式。带有凸缘的铸造支架连接型式也就是NAMUR连接。VDI/VDE3847第1部分中的铸造支架和杆型支架连接方式是与IEC60534-6-1标准(GB/T17213.6-2005)基本相同的。第1部分中的直接安装集成连接方式在IEC标准中并没有,但其具有的隐藏的反馈连接、无需外部配管的内置气路、很好的防碰撞抗震防护等特点,德国的控制阀和阀门定位器制造厂家基本都有符合直接安装集成连接的产品,选型配置时也会优先选择直接集成连接方式。

      德国VDI/VDE3845是关于附属设备(阀门定位器、阀位变送器、电磁阀等)与阀、执行机构连接的标准,其中:3.1节为适用于角行程执行机构的连接标准(所有德国厂家的角行程执行机构及以之相连接的阀门定位器都是按此标准设计连接);4.1节为适用于直行程执行机构的连接标准。4.1节明确规定对于阀门定位器和阀位变送器与直行程执行机构的连接按IEC60534-6标准执行,只是对电磁阀连接的型式、尺寸有具体要求。在VDI/VDE3847中的直接集成连接的气路连接块部件上也规范有符合VDI/VDE3845有关电磁阀无管连接的接口(如集成共用底板的多电磁阀组排列安装,其供气口尺寸均符合NAMUR规范)。

      2.阀门定位器与控制阀的连接细节

      阀门定位器与控制阀的连接标准化,是对所有控制阀、执行机构、阀门定位器制造商都适用的通用标准,使得控制阀配置阀门定位器及附件时有更多的选择和互补互换,但由于传统产品升级换代进展缓慢也影响了标准的推广。目前,全面按照阀门定位器与控制阀的连接标准设计定型产品的品牌厂家主要是德国的SAMSON、ARCA、KSB,而Fisher只在2004年推出的GX型直行程阀门上是符合连接标准的。相对来说,符合连接标准的阀门定位器产品比较普遍,全球知名厂家都已按连接标准化进行设计,都希望将阀门定位器配置到所有厂家的控制阀上,如SAMSON的373x系列/378x/3767/4763、Fisher的DVC2000/DVC6000、Masoneilan的SVIII、ABB(H&B)的TZID-C、MetsoNeles的ND9000,Siemens的SIPARTPS2、ARCA的827A,山武的AVP系列等等。

      SAMSON执行机构品种规格齐全,其中既有同时提供符合IEC60534-6-1的铸造支架侧面凸缘接口和符合VDI/VDE3847直接集成接口的3277型气动执行器(具有符合VDI/VDE3847的直接集成连接的执行机构由于规范的支架尺寸和内置气路等原因,膜室尺寸受到结构限制,3277型膜片有效面积最大到700cm,2共有6种尺寸);也有从120到2*2800cm有效面积、结构为符合IEC60534-6-1铸造支架侧面凸缘的3271型气动执行器(有7种尺寸),对角行程执行机构符合VDI/VDE3845,连接细节参见图5。

      
     
      图5 Samson的3730系列阀门定位器安装示意图
ARCA的812系列执行机构在结构上具备符合IEC60534-6-1的铸造支架侧面凸缘(NAMUR连接)接口,并利用凸缘及符合VDI/VDE3847规范部件进行直接集成,配用阀门定位器灵活方便。812系列尺寸只有320cm和720cm两种(由于ARCA连接形式与Simemens连接形式相同,此处不再累述)连接细节参见图6。

     
      图6 Siemens的SIPARTPS2阀门定位器按照IEC60534-6-1连接
      3.结束语

      值得一提的是,Fisher凭借庞大的用户群,在DVC2000/6000系列用户群中不断的进行技术积累、创新,目前已将现在市场上的主流阀门制造厂家执行机构种类、尺寸等分别建立了详细的数据库,形成了模块化的安装方式。若用户需使用DVC系列定位器替换已故障的其他品牌定位器,用户只需将现场执行机构型号进行确认,便可在FISHER提供的数据表中找到相对应的定位器安装套件代码,这一点是非常值得肯定的。

      阀门定位器与控制阀的连接标准化是发展趋势,是控制阀模块化设计和数字化智能定位器推广应用中一个不可忽视的部分,它解决了不同制造厂家的阀门定位器与控制阀/执行机构之间的连接问题,使互换组合成为可能,极大地方便了用户。

      文章连接:/jsxw/1228.htm

 

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