气动延时压力控制器

　　1 前言

　　炼油化工区域有严格的防爆要求，如为电路系统配备防爆箱体，不同的防爆区域设计不同的防爆等级。增加防爆措施成本很高且不能保证绝对安全，如果技术上允许就要尽量采用本质安全的技术。本文介绍一种采用气体(工业现场的仪表风)控制技术设计的小型控制器。由于气体的本质安全性，无安全隐患。该技术具有压力控制和自动延时两种功能，是一种周期性输出压力的器件，可用于需要周期性供应压力(包括不同方向)的场所，具有安全、稳定、小巧等优点。

　　2 技术原理、结构

　　气动延时压力控制器采用压力平衡原理实现自动控制功能。如图1所示，主要包括3个腔室结构，从上至下依次分为负压反馈室、正压反馈室、压力输出室。正、负压反馈室是由两膜片形成的封闭空间，正、负压反馈室之间靠隔离膜片相分隔。隔离膜片与上膜片形成的空间称为负压反馈室;同样，隔离膜片与下膜片形成的空间称为正压反馈室。负反馈膜片与正反馈膜片为连动结构，负压反馈膜片的有效面积设计为大于正压反馈膜片的有效面积。

　　压力输出室位于控制器的底部，是一个由压力输出膜片与控制器底部形成的空间。在压力输出室内，压力输出膜片下方有一个由上、下阀芯组成的双阀芯，分别座落于各自的阀芯座内，上阀芯座与压力输出膜片相连，下阀芯座固定在阀体上，下阀芯的下部还设有一个进气口。压力输出膜片与下阀芯座之间以及阀芯的底部均安装有弹簧。压力输出室外接1根两通管，使压力输出室分别与正、负压反馈室相通;在压力输出室与负压反馈室的通路间还分别连有气容和节流孔。

　　在压力输出膜片与正压反馈膜片间设有中间膜片。在正压反馈膜片与中间膜片间设有进气口和排空口，正反馈膜片下方连有一挡板，挡板下方设有喷嘴，气源通入后可经喷嘴再由排空口排出。压力输出膜片与中间膜片间设有排空口，用于压力输出室的泄压。

　　当输入气源，正压反馈膜片压力大于负压反馈膜片压力时，喷嘴挡板闭合，此时压力输出室输出压力;当负压反馈膜片压力大于正压反馈膜片压力时，喷嘴挡板打开，此时压力输出室输出压力为0;而正、负反馈室压力的变化由节流孔和气容来实现。

　　3 工作过程

　　气动延时压力控制器的基本工作过程包括正反馈过程和负反馈过程两部分，如图1所示。

　　3.1 正反馈过程

　　当喷嘴4与挡板3处于适当位置，通入气源C后，气源在中间膜片7上形成一定的压力，在这个压力的作用下压力输出膜片13带动上阀芯座17一起推动阀芯6下移，此时，与阀体16相连的下阀芯座18与下阀芯6-2之间(N处)形成间隙，此时气源C通过间隙输入到压力输出室5，并在正压反馈室2形成压强。这个压强作用到正压反馈膜片9上，使正压反馈膜片9下移，喷嘴4和挡板3间隙缩小，通过排空口A排出的气量减小，作用到中间膜片7上的压强增大。此时阀芯6继续下移，下阀芯座18与下阀芯6-2之间(N处)的间隙继续增大，直到喷嘴4和挡板3完全闭合，此时下阀芯座18与下阀芯6 -2之间(N处)的间隙最大，压力输出室5的压力输出(D处)为最大。这个过程是一个连续的过程，且上阀芯座17与上阀芯6-1之间(M处)一直是闭合的。