控制阀的附属装置：气动定位器和气锁阀

在生产过程中，控制系统对阀门提出各式各样的特殊要求，因此，控制阀必须配用各种附属装置（简称附件）来满足生产过程的需要。控制阀的附件包括：

（1）阀门定位器用于改善控制阀调节性能的工作特性，实现正确定位；

（2）阀位开关显示阀门的上下限行程的工作位置；

（3）气动保位阀当控制阀的气源发生故障时，保持阀门处于气源发生故障前的开度位置；

（4）电磁阀实现气路的电磁切换，保证阀门在电源故障时阀门处于所希望的安全开度位置；

（5）手轮机构当控制系统的控制器发生故障时，可切换到手动方式操作阀门；

（6）气动继动器使执行机构的动作加速，减少传输时间；

（7）空气过滤减压阀用于净化气源、调节气压；

（8）储气罐保证当气源故障时，使无弹簧气缸活塞执行机构能够将控制阀动作到故障安全位置。其大小取决于气缸的大小、阀门动作时间的要求及阀门的工作条件等；

总之，附件的作用就在于使控制阀的功能更完善、更合理、更齐全。

1.阀门定位器

阀门定位器是调节阀的主要附件，它与气动调节阀配套使用，接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，因此，这种定位器和调节阀组成一个闭环回路。阀门定位器的产品按其结构形式和工作原理可以分为气动阀门定位器、电气阀门定位器（模拟）、智能阀门定位器（数字）。

（1）气动阀门定位器。气动阀门定位器接受气动调节器的输出信号，然后产生和调节器输出信号成比例的气压信号，用以控制气动调节阀。气动阀门定位器品种很多，按其工作原理可分成位移平衡式和力（力矩）平衡式两大类。

图7-5 智能阀门定位器

（2）电气阀门定位器。电气阀门定位器输入信号为0～10mA或4～20mA的直流电信号，输出为气压信号。它能够起到电—气转换器和气动阀门定位器两种作用。它接受电动调节器、DCS或PLC来的信号，变成气压信号和气动调节阀配套使用。

（3）数字式（智能）阀门定位器：一种不需要人工调校，可以自动检测所带调节阀零点、满程、摩擦系数、自动设置控制参数、自动校验、组态和诊断的阀门定位器。

与电气阀门定位器不同点在于电气信号的转换式是数字式的，分三种类型：

1）数字式不通信：一个电流信号供给定位器，驱动电子模块并控制输出。

2）HART：与数字式不通信相同，但能在与模拟信号相同的导线上进行双向数字通信。

3）现场总线：全数字控制信号取代模拟信号。

2.空气过滤减压器

空气过滤减压器是气动薄膜调节阀组合单元的一种辅助装置，净化来自空气压缩机的气源并能把压力调整到所需的压力值，如图7-6所示。经输入0.3～1.0MPa压缩空气后，可向气动遥控板和阀门定位器提供0.14±10%MPa的洁净气源，具有自动稳压功能。

输出压力与给定压力不一致时，可作调整，起开顶端堵帽，输入0.3～1.0MPa压缩空气，拧动调节螺丝即可改变输出压力，顺时针调节输出压力升高，反时针调节则压力降低，调节时输出压力值根据执行机构需要而定。表壳底部有一个滚花螺钉，作排污放水用，每年至少排放一次。

3.阀位变送器

阀位变送器与各类调节阀配套使用，用以将控制阀的位移变化转换成响应的气压或电流信号送往控制室，使操作人员在控制室就能了解阀门的位置情况，如图7-7所示。实际上阀位变送器是调节阀行程输出的反馈装置，可以广泛应用于远距离操作及重要的自动控制回路中，监测调节阀的行程状况。

图7-6 空气过滤减压器

4.电磁阀(www.xing528.com)

电磁阀（见图7-8）是气动执行器的附件之一，用于控制压缩空气的导通和截止。它与气缸活塞配合，组成电控气动活塞式执行机构。它主要由定铁心、动铁心、线圈等零件组成的电磁铁部件和滑阀心、阀体、滑阀套、弹簧、底座等原件组成的阀部件组成。当线圈通电或断电时，磁心的运转将导致流体通过阀体或被切断，以达到改变流体方向的目的。按功能分为二位三通和两位四通、两位五通等，控制方式分为单、双电控等。

图7-7 阀位变送器

图7-8 电磁阀

5.保位阀

保位阀（见图7-9）也叫气动锁止阀，是气动单元组合仪表辅助元件。保位阀是气源供给压力低于设定压力时，及时检测压力，能够自动切断通道的装置。

当压缩气源发生故障停止供气时，利用气锁阀切断阀门控制通道，使阀门位置保持断气前的位置。以保证工艺过程的正常进行，直到系统中事故消除重新供气后，保位阀才打开通道，恢复正常时控制。当气源系统发生故障时，保位阀能自动切断调节仪表与调节阀的通道，使调节阀的开度保证停在故障前的位置，使工艺过程正常运行。气源故障消除后，又能自动恢复正常工作。因此保卫阀可作为自动控制回路中的安全保护装置。

图7-9 保位阀

6.气动放大器（继动器）

气体继动器本质上是一种气动放大器，它与气动薄膜式或气动活塞式执行机构配套使用，用以提高执行机构动作速度。当仪表远距离传送压力信号或执行机构气室的容量很大时，由于将产生较明显的传递时间滞后，因此使用这种附件能显著提高执行机构输入的响应特性，增大定位器的输出流量。

7.限位开关（位置开关）

限位开关用于对阀门的行程限位、位置信号的发送，如图7-10所示。主要分为机械式与感应式二大类。直接连接形式，安装调试方便，精度高。有本安型、隔爆型。

图7-10 限位开关

8.快排装置（速排阀）

装在执行机构气路上用于气体的快速排放。在一般情况下，入口气体把膜片压紧在排出口上，气体流入执行机构。当气压下降或气源中断时，气体反向流动，膜片升高而打开泄出口，气体迅速排出。

9.储气罐

储气罐可以消除压力波动，保证输出气流的连续性。它存储一定数量的空气以备发生故障时和临时需要时紧急使用；同时也能进一步分离压缩空气中的水分和油分。一般以立式罐居多。

10.手轮机构

手轮机构（见图7-11）与调节阀配套使用，主要用途如下：

（1）手轮机构也可用来作为调节阀行程的限位器。当信号压力为零时，调节阀不是全开就是全关。如果工艺过程要求调节阀有少量的流量，可利用手轮机构来达到目的。

（2）手轮机构可提高调节阀运行的可靠性。调节阀如增设旁路，则投资费用多、占地面积大，当口径较大或使用贵金属时成本更高。使用于轮机构无论从投资费用或占地面积考虑，都很合算。

（3）当气源信号或电信号出现故障时，或者当执行机构的主要元件（如膜片、弹簧、密封件、传动件等）损坏时，要把自动操作改为手动操作，可采用手轮机构继续维持调节阀的调节功能。

图7-11 手轮机构