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智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析

本文主要從氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，選型，現(xiàn)場(chǎng)安裝注意事項(xiàng)，檢修時(shí)重點(diǎn)檢修部位以及常見(jiàn)故障及解決辦法，全面了解熟悉氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，為儀表人工作提供借鑒。采用頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，配用多彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、充體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于精確控制氣體、液體等介質(zhì)，工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位保持在給定值。單座適用于對(duì)泄露量求嚴(yán)格、閥前后壓差低及有一定粘度和含纖維介質(zhì)的場(chǎng)合；雙座閥不平衡力小、允許壓差大、流通能力大等特點(diǎn)，適用于泄露量要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合；套筒閥具有穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生震動(dòng)，噪音低，對(duì)溫度敏感小，適用于壓差較大及泄露量要求不嚴(yán)格場(chǎng)合。

ZXP氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)型、調(diào)節(jié)切斷型、波紋管密封型、夾套保溫型等多種品種。產(chǎn)品公稱壓力等級(jí)有PN10、16、40、64；閥體口徑范圍DN20~400。適用流體溫由-200℃~560℃范圍內(nèi)多種檔次。泄漏量標(biāo)準(zhǔn)有IV級(jí)或VI級(jí)。流量特性為線性或等百分比。多種多樣的品種規(guī)格可供選擇。

1.智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)構(gòu)

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥由氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)閥二部分組成。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥主要由氣室、薄膜、推力盤、彈簧、推桿、調(diào)節(jié)螺母、閥位標(biāo)尺、閥桿、閥芯、閥座、填料函、閥體、閥蓋和支架等組成。

2.智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析的工作原理：

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作是調(diào)節(jié)器來(lái)信號(hào)壓力，輸入氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣室中，產(chǎn)生推力，通過(guò)連接推桿推動(dòng)閥芯，產(chǎn)生相應(yīng)位移—即行程，閥芯位置的變化使閥的流通截面積發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的目的。 當(dāng)氣室輸入了0.02～0.10MPa信號(hào)壓力之后，薄膜產(chǎn)生推力，使推力盤向下移動(dòng)，壓縮彈簧，帶動(dòng)推桿、閥桿、閥芯向下移動(dòng)，閥芯離開(kāi)了閥座，從而使壓縮空氣流通。當(dāng)信號(hào)壓力維持一定時(shí)，閥門就維持在一定的開(kāi)度上。  
    1.優(yōu)點(diǎn)  氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，是價(jià)格便宜。在運(yùn)行中不產(chǎn)生電火花，因此一些易燃環(huán)境下常采用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。此外，在某些腐蝕氣體或特別潮濕環(huán)境條件也常使用。 
    2.缺點(diǎn)  膜片承受的壓力較低，最大膜室壓力不能超過(guò)250KPa，加上彈簧要抵消絕大部分的壓力，余下的輸出力就很小了；為了提高輸出力，通常的做法是增大尺寸，使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸和重量變得很大，另一方面，工廠的氣源通常是500～700KPa，它只用到了250KPa，氣壓沒(méi)充分利用。

智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析的選型

1.根據(jù)使用要求選型

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥由閥芯和閥體（包括閥座）兩部分組成，按不同的使用要求有不同的結(jié)構(gòu)形式，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥主要有直通單座閥、雙座調(diào)節(jié)閥和高壓角式調(diào)節(jié)閥。

1.1直通單座閥泄漏量小，流體對(duì)單座閥芯的推力所形成的不平衡力很大，因此直通單座閥適用于要求泄漏量小、管徑小和閥前后壓差較低的場(chǎng)合。

1.2直通雙座閥閥體內(nèi)有上下兩個(gè)閥芯，由于流體作用于上下閥芯的推力方向相反而大致抵消；所以雙座閥的不平衡力很小，允許閥前后有較大的壓差。但由于閥體內(nèi)流路復(fù)雜，用于高壓差時(shí)對(duì)閥體的沖蝕損傷較嚴(yán)重，不宜用于高粘度、含懸浮顆粒或含纖維的介質(zhì)。此外由于受加工條件的限制，雙座閥上下兩個(gè)閥芯不易同時(shí)關(guān)嚴(yán)，所以關(guān)閉時(shí)泄漏量大，尤其是在高溫或低溫的場(chǎng)合下使用時(shí)，因材料的熱膨脹系數(shù)不同，更易引起嚴(yán)重的泄漏。

1.3角式高壓閥閥體為直角式，流路簡(jiǎn)單、阻力小，受高速流體的沖蝕也小，特別適用于高壓差、高粘度和含懸浮物顆粒狀物質(zhì)的流體，也可用于處理汽液混相，易閃蒸汽蝕的場(chǎng)合。這種閥體可以避免結(jié)焦、粘結(jié)和堵塞。

2.智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析根據(jù)安全性選型

氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥有氣開(kāi)閥和氣閉閥兩種形式。根據(jù)不同生產(chǎn)工藝上的安全和使用要求考慮，當(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí)調(diào)節(jié)閥處于打開(kāi)或關(guān)閉位置，對(duì)工藝生產(chǎn)造成的危害性大小而定。如果閥門處于關(guān)閉位置時(shí)危害小，則選用氣開(kāi)閥，信號(hào)壓力中斷時(shí)，使調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置，反之，則選用氣閉閥。

3.智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析根據(jù)流量特性選型

在自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥應(yīng)著重考慮流量特性。典型的理想特性有直線流量特性、等百分比流量特性（對(duì)數(shù)流量特性）、快開(kāi)流量特性和拋物線流量特性四種。直線流量特性在相對(duì)開(kāi)度變化相同的情況下，流量小時(shí)，流量相對(duì)變化值大；流量大時(shí)，流量相對(duì)變化值小。因此，直線流量調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度（小負(fù)荷）情況下調(diào)節(jié)性能不好，不易控制，往往會(huì)產(chǎn)生振蕩，故直線流量特性調(diào)節(jié)閥不宜用于小開(kāi)度的情況，也不宜用于負(fù)荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而適用于負(fù)荷比較平穩(wěn)，變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此，直線流量調(diào)節(jié)閥在小開(kāi)度（小負(fù)荷）情況下調(diào)節(jié)性能不好，不易控制，往往會(huì)產(chǎn)生振蕩，故直線流量特性調(diào)節(jié)閥不宜用于小開(kāi)度的情況，也不宜用于負(fù)荷變化較大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而適用于負(fù)荷比較平穩(wěn)，變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。百分比流量特性的調(diào)節(jié)閥在小負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)作用弱，大負(fù)荷調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，它在接近關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)作用弱，工作和緩平穩(wěn)，而接近全開(kāi)時(shí)調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，工作靈敏有效，在一定程度上，可以改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，因此它適用于負(fù)荷變化較大的場(chǎng)合，無(wú)論在全負(fù)荷生產(chǎn)和半負(fù)荷生產(chǎn)都能起到較好的調(diào)節(jié)作用。

工作的重要步驟。

流量系數(shù)（CV值）定義：是指單位時(shí)間內(nèi)、在測(cè)試條件中管道保持恒定的壓力，管道介質(zhì)流經(jīng)閥門的體積流量，或是質(zhì)量流量。即閥門的最大流通能力。閥門的CV值須通過(guò)測(cè)試和計(jì)算來(lái)確定。

4.智能氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥選型分析口徑的選擇

應(yīng)根據(jù)已知的流體計(jì)算出所要求的流量系數(shù)CV值，再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表選取合適的調(diào)節(jié)閥口徑。在計(jì)算CV值時(shí)要注意液體、氣體、水蒸氣和其它蒸氣的區(qū)別。

流量系數(shù)即CV值（中國(guó)工業(yè)稱為：KV值）是閥門、調(diào)節(jié)閥等工業(yè)閥門的重要工藝參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。正確計(jì)算和選擇CV值是保障管道流量控制系統(tǒng)正常上部閥桿動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)為反作用型。200~250kPa的氣源進(jìn)入膜室下部,膜室上部的彈簧在氣壓的作用下被壓縮,連帶閥桿的檔板上移,使閥體內(nèi)部的閥芯上提,壓力水自右由閥芯下端打開(kāi)的通道向下流入排泥管,進(jìn)行水流反沖洗。沖洗完畢,膜室中壓縮空氣釋放,彈簧逐漸復(fù)位,膜室檔板及閥桿下移,閥體內(nèi)的閥芯向下回座,切斷水路,反沖洗終止。由于閥門左側(cè)的另一通道是被封堵的,故該閥門的作用原理同氣動(dòng)角閥。