带指挥器的自力式减压阀的优缺点

一、配装了指挥器是怎么实现提高精确控制

要讲清楚这个问题，首先要说明白指挥器是什么。说白了，指挥器就是一个比例减压阀。就是一个将输入压力按比例减压输出的一个减压阀。

通过配装指挥器后的自力式减压阀，实际上就变化成了一个有二步力平衡比较的自力式减压阀。最前一个就是一个指挥器，先将控制输入的压力按比例的减压输入至下一个执行机构，即主控制调节压力的自力式减压阀的执行机构中，由主控制阀依据输入压力调节阀的开启度来实现压力的调节。

我们都知道在自动化控制系统中，采用自力式减压阀来完成一个闭环自控系统，是最简单又无需外部能源供给就可以完成的。但以前却也存在控制误差较大的缺陷。现在有了配装指挥器这个比例减压阀后，就可以实现制造厂商提出的精确控制。这也是自力式减压阀配装指挥器的一个突出优点。

我可以将配装了指挥器的自力式减压阀看成是一个有着二个的控制器的自力式减压阀，指挥器可以认定为一个实现自动控制系统中完成自动控制系统控制目标设定和比例作用的控制器，而自力式减压阀的执行机构是一个具有自动控制系统控制目标设定和积分控制作用的控制器。这就将有原来具有一个控制器功能的自力式减压阀执行机构通过配装指挥器后分成了有二个独立功能的控制器，实现将控制点偏差减到最小。

其实，自力式减压阀配装指挥器还有一个特点——减小输入与阀开启度的非线性误差。

在静态测试中，自力式减压阀的开启度与输入执行机构的压力信号都类似于图1所示，或与图1所示相反。

图1

之所以会产生这样那样的非线性，主要是有阀杆与垫料干性摩檫和弹簧及膜片等弹性元件非线性引起的。

指挥器的构成中也有弹簧及膜片等弹性元件，也会有输入与输出的非线性关系，假如制造商针对性地配装与自力式减压阀开启度与输入执行机构的压力信号非线性与之相反的相对称性，那么经过叠加就可以完成非线性修正，使配装指挥器的自力式减压阀的输入端压力信号与阀开启度关系存有线性或近似线性的关系。

配装指挥器的自力式减压阀的输入端压力信号与阀开启度关系的线性或近似线性的关系也是精确控制的一个保障。

二、配装指挥器的自力式减压阀克服压差能力

众所周知，自力式减压阀的允许压差计算公式如同调节阀的允许压差计算公式，即

P1－P2＝（F－F0－π/4×d s×d s×P2）÷π/4×d g×d g

式中：P1为阀前压力；

P2为阀后压力；

F为执行机构输出力：

F0为阀全关时阀座上的压紧力；

d s为阀杆直径；

d g为阀座直径。

从公式可以看出，当在已知自力式减压阀的口径和阀的前后压力条件下，自力式减压阀的执行机构输出力的变化是允许压差变化的主要因素。

接着我们来讨论执行机构的输出力的问题。

自力式减压阀执行机构输出力F＝P信×A

式中：P信为执行机构的输入压力；

A为执行机构的有效面积。

配装指挥器后，自力式减压阀执行机构输入端的压力信号P信，是经过了指挥器的减压，即有了指挥器的输入端压力P指大于P信。

另，我们也可以从执行机构输出力的力平衡方程式

F＝A×P r（弹簧压力范围）

配装了指挥器后的自力式减压阀，由于执行机构输入压力范围经

过指挥器减压后变小，故执行机构输出力也变小。

配装了指挥器后的自立式减压阀，与没有配装指挥器的自力式减压阀相比较，在执行机构的有效面积没有改变的前提下，配装指挥器的自力式减压阀执行机构输出力小于没有配装指挥器的自力式减压阀执行机构输出力，这个小于的量取决于指挥器的减压比例。最终因这个执行机构输出力变小，配装指挥器后的整个自力式减压阀克服压差的能力也将会下降。

结论：在克服压差的允许范围内，选择配装指挥器的自力式减压阀是具有提高控制精确度，减小控制点偏差意义。

二零一五年八月