Un posizionatore della valvola è un accessorio fondamentale per le valvole di controllo pneumatiche, che funziona principalmente in base al principio del bilanciamento della forza e al principio del bilanciamento dello spostamento. Di seguito sono riportati i due principi di funzionamento comuni e le loro descrizioni dettagliate:
1. **Principio dell'equilibrio delle forze**
**Componenti strutturali:** È costituito principalmente da un elemento di misurazione, un amplificatore, un elemento di feedback e un componente di setpoint. L'elemento di misura è tipicamente un sensore di spostamento utilizzato per rilevare la posizione effettiva della valvola; l'amplificatore amplifica i segnali elettrici o pneumatici deboli per azionare l'attuatore; l'elemento di feedback rinvia il segnale della posizione effettiva della valvola al posizionatore; e il componente setpoint imposta la posizione desiderata della valvola in base al segnale di controllo.
**Processo di lavoro:** quando il sistema di controllo fornisce un segnale di setpoint, questo segnale viene confrontato nel posizionatore con il segnale di posizione effettiva della valvola restituito dall'elemento di feedback, generando un segnale di errore. Questo segnale di errore viene amplificato dall'amplificatore, che quindi emette un segnale di controllo corrispondente all'attuatore della valvola di controllo pneumatica, provocando il movimento dell'attuatore e quindi l'azionamento della valvola. Mentre la valvola si muove, l'elemento di feedback invia continuamente il segnale della posizione effettiva della valvola al posizionatore, che confronta nuovamente il segnale del setpoint con il segnale di feedback, regolando il segnale di controllo in uscita finché la posizione effettiva della valvola non corrisponde al setpoint, il segnale di errore diventa zero e la valvola si stabilizza nella posizione impostata.
2. **Principio del bilancio di spostamento**
**Componenti strutturali:** include principalmente un meccanismo di alettatura dell'ugello, un amplificatore pneumatico, una camma di feedback e una molla. Il meccanismo dell'ugello-flap è la parte fondamentale per convertire lo spostamento in un segnale pneumatico; l'amplificatore pneumatico amplifica il segnale pneumatico; la camma di retroazione trasforma lo spostamento della valvola in una forza di retroazione; e la molla fornisce forza di ripristino e azione di bilanciamento.
**Processo di lavoro:** Quando il segnale di ingresso cambia, provoca lo spostamento della valvola a cerniera nel meccanismo della valvola a cerniera dell'ugello. Lo spostamento della valvola a cerniera altera lo spazio tra l'ugello e la valvola a cerniera, modificando così la contropressione dell'ugello. Questa variazione di contropressione viene amplificata dall'amplificatore pneumatico, che quindi invia un segnale pneumatico all'attuatore della valvola di controllo pneumatica, determinando il movimento della valvola. Mentre la valvola si muove, la camma di feedback converte lo spostamento della valvola in una forza di feedback. La forza di feedback interagisce con la forza della molla e, quando viene raggiunto l'equilibrio, la valvola a cerniera ritorna nella sua posizione iniziale, stabilizzando la contropressione dell'ugello. Anche il segnale di uscita dell'amplificatore pneumatico si stabilizza e la valvola rimane fissa nella nuova posizione.
Nelle applicazioni pratiche, i posizionatori di valvole offrono anche varie funzioni, come consentire il posizionamento rapido della valvola, migliorare la precisione del controllo, migliorare le caratteristiche del flusso e ottenere un controllo a campo frazionato, soddisfacendo così meglio i requisiti di controllo dei processi industriali.