3.气动调节器

图11-6　VAF型燃油黏度自动控制系统组成

1—测黏计；2—压力调节开关；3—气动调节阀；4—燃油控制阀；5—调节器；6—测温传感器

VAF型黏度控制系统所采用的气动调节器是按位移平衡原理工作的，其能实现比例积分的控制作用。图11-7所示为VAF型调节器的结构简图。当控制系统处于平衡状态时，被控参数等于给定值，调节器上的测量指针（黑色）与给定指针（红色）重合。当系统受到扰动时，测量值偏离给定值出现偏差。若测量值大于给定值，则差压变送器输出的气压信号增大，波纹管伸长，前、后两个扇形轮均绕固定轴逆时针转动一个角度。其使指示盘上的黑色指针顺时针转动，指示燃油黏度的实际值增大，同时，连杆AB上移，杠杆BD以C点为支点逆时针转动，D点下移，通过弹簧的挠性传动，使P轴顺时针转动。于是安装在P轴上的挡板离开喷嘴，喷嘴背压降低。喷嘴背压经功率放大器，使输出压力下降（调节器是反作用的）。调节器输出的下降压力送到气关式蒸汽调节阀，开大阀门，增加通入加热器的蒸汽量，降低燃油黏度。同时，调节器输出压力送到反馈波纹管，并经积分阀与积分气室相通。但因积分阀的节流作用，在输出压力下降的瞬间，积分气室压力不变，而反馈波纹管中的压力瞬间降低，反馈波纹管和反馈杆LN左移。比例带调整盘的拨动杆MN、反馈杆LN和反馈弹簧片JO的端部铰接在一起，铰接点的运动轨迹是以M点为圆心，以MN为半径的圆弧。当反馈杆LN左移时，N和J点下移，反馈弹簧片JO下移，使杆OC绕P轴逆时针转动，C点上移，BD杆以B点为支点顺时针转动，D点上移，通过弹簧的挠性传动使P轴逆时针转动，挡板向靠近喷嘴的方向移动，即是负反馈。喷嘴挡板的开度靠输入信号使挡板离开喷嘴的位移与反馈信号使挡板靠近喷嘴的位移相平衡而暂时稳定下来。这时挡板开度比原来的开度稍大一些。偏差越大，挡板的开度变化越大。显然，负反馈作用使调节器实现比例控制。随着输出压力的降低，积分气室的压力不断降低，波纹管内、外、差压不断减小，使LN杆又逐渐右移，反馈弹簧片JO逐渐上移，使挡板又离喷嘴远一些，调节器输出压力随时间又逐渐降低。这个附加正反馈实现了积分作用，直到燃油黏度的测量值又恢复到给定值，偏差为零，喷嘴挡板的开度才固定在新的值上，整个控制系统处在新的平衡状态。若燃油黏度测量值小于给定值，差压变送器输出的信号压力减小，调节器按上述相反的方向动作，输出压力增加，关小蒸汽调节阀，使燃油黏度升高，并逐渐恢复到给定值。

图11-7　VAF型调节器的结构简图(https://www.daowen.com)

调节器的调整包括调整比例带、积分时间、给定值及正、负作用切换和手动、自动切换等。调整比例带是通过调整负反馈强度来实现的。改变比例带调整盘上M点的位置可以调整负反馈强度，参见图11-8。若将M点向上面的垂直方向移动，在LN相同位移情况下，JO反馈弹簧片上、下移动的距离小，负反馈弱，比例作用强，比例带减小；反之，M点向下水平方向移动，负反馈强，比例带增大。调整积分时间是通过调整积分阀的开度实现的，开度大，积分时间短，积分作用强；反之，积分作用弱。

上面介绍的调节器是反作用的，它与气关式调节阀配套使用。如果采用气开式调节阀，调节器应改为正作用式。这时只需要将喷嘴顺时针转动90°，使其对准下面的挡板，同时，将比例带调整盘上的M点由左上角移到右上角（图11-8），这样，差压变送器与调节器输出信号的方向就一致了。

图11-8　比例带调整盘示意