4～20mA控制的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選型原則

4～20mA控制的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是一種常見(jiàn)的工業(yè)自動(dòng)化控制元件，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、制藥等行業(yè)。

一、工作原理

4～20mA控制的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要由電動(dòng)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。其工作原理是將輸入的4～20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的閥門(mén)開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的控制。

1. 電動(dòng)執(zhí)行器

電動(dòng)執(zhí)行器是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的核心部件，其主要作用是將輸入的4～20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的機(jī)械位移，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)開(kāi)閉。電動(dòng)執(zhí)行器主要由電機(jī)、減速器、位置傳感器、限位開(kāi)關(guān)等組成。

（1）電機(jī)：電機(jī)是電動(dòng)執(zhí)行器的動(dòng)力來(lái)源，通常采用直流電機(jī)或交流電機(jī)。直流電機(jī)具有控制精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高；交流電機(jī)成本較低，但控制精度和響應(yīng)速度相對(duì)較差。

（2）減速器：減速器的作用是將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為低速旋轉(zhuǎn)，以滿足閥門(mén)開(kāi)閉所需的力矩和速度要求。減速器的類型有齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星減速器等。

（3）位置傳感器：位置傳感器用于檢測(cè)閥門(mén)的開(kāi)度，并將開(kāi)度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)。位置傳感器的類型有電位器、霍爾傳感器、光電編碼器等。

（4）限位開(kāi)關(guān)：限位開(kāi)關(guān)用于限制閥門(mén)的開(kāi)閉范圍，防止閥門(mén)超行程運(yùn)行。限位開(kāi)關(guān)的類型有機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)、電子式限位開(kāi)關(guān)等。

2. 調(diào)節(jié)閥

調(diào)節(jié)閥是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行部件，其主要作用是根據(jù)電動(dòng)執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的控制。調(diào)節(jié)閥主要由閥體、閥芯、閥座、填料、密封件等組成。

（1）閥體：閥體是調(diào)節(jié)閥的主體部分，用于連接管道和安裝其他部件。閥體的材料有鑄鐵、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。

（2）閥芯：閥芯是調(diào)節(jié)閥的核心部件，用于控制流體的流量。閥芯的類型有直行程閥芯、角行程閥芯、偏心旋轉(zhuǎn)閥芯等。

（3）閥座：閥座用于與閥芯配合，形成密封面。閥座的材料有銅合金、不銹鋼、硬質(zhì)合金等。

（4）填料：填料用于密封閥桿與閥體之間的間隙，防止流體泄漏。填料的類型有石墨填料、聚四氟乙烯填料、柔性石墨填料等。

（5）密封件：密封件用于密封閥體與閥蓋之間的間隙，防止流體泄漏。密封件的類型有O型圈、V型圈、U型圈等。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4～20mA控制的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1. 高度集成：電動(dòng)執(zhí)行器和調(diào)節(jié)閥高度集成，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。
2. 控制精度高：采用先進(jìn)的控制算法和高性能的電機(jī)，控制精度高，響應(yīng)速度快。
3. 調(diào)節(jié)范圍寬：4～20mA電流信號(hào)的調(diào)節(jié)范圍寬，可實(shí)現(xiàn)大范圍的流量調(diào)節(jié)。
4. 可靠性高：采用優(yōu)質(zhì)的材料和嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。
5. 易于維護(hù)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于拆卸和維護(hù)。

三、選型原則

在選型4～20mA控制的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥時(shí)，應(yīng)考慮以下原則：

1. 介質(zhì)特性：根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性、粘度、溫度、壓力等特性，選擇合適的閥體和密封材料。
2. 流量特性：根據(jù)工藝要求，選擇合適的流量特性，如線性、等百分比、快開(kāi)等。
3. 閥門(mén)口徑：根據(jù)流量和管道直徑，選擇合適的閥門(mén)口徑。
4. 閥門(mén)類型：根據(jù)工藝要求，選擇合適的閥門(mén)類型，如球閥、蝶閥、閘閥等。
5. 電動(dòng)執(zhí)行器類型：根據(jù)控制要求，選擇合適的電動(dòng)執(zhí)行器類型，如直行程、角行程、偏心旋轉(zhuǎn)等。
6. 控制信號(hào)：根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選擇合適的控制信號(hào)類型，如4～20mA、0～10V等。