氣動薄膜彈簧調節閥技術參數

【資料簡介】

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數

氣動薄膜套筒調節閥是普通型的改進型產品。除具有普通套筒閥的穩定性好、通用性強、易維修等有點外；它還有體積小、重量輕、流量系數大等優點。單密封型適用于泄露要求較嚴，壓差不大的介質場合。雙密封型適用于泄露要求不嚴，壓差較大的介質場合。

1 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數引言

調節閥又名控制閥，調節閥的發展與工業生產過程的發展密切相關。計算機科學和自動化儀表等高新科學技術的發展推動了調節閥的發展。隨著現場總線技術的發展與控制裝置的廣泛應用，調節閥也將開放、智能和更可靠，要求越來越強烈，使工業生產過程控制的功能更完善，精度更高和效果更明顯。

2 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數工作原理
氣動調節閥由執行機構和調節機構組成。執行機構是調節閥的推力部件，以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執行器，并借助于電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥、保位閥等附件去驅動閥門，實現開關量或比例式調節，接收工業自動化控制系統的控制信號來產生相應的推力，推動調節機構動作，完成調節管道介質的：流量、壓力、溫度等各種工藝參數。氣動調節閥的特點就是控制簡單，反應快速，且本質安全，不需另外再采取防爆措施。

3 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數執行機構
氣動薄膜式執行機構接受信號壓力后，根據其推桿動作方向的不同，可分為正作用式和反作用式兩種。
3.1 正作用式執行機構
當信號壓力增大時，執行機構的推桿向下動作，稱作正作用式執行機構。當其信號壓力從0.002~0.1MPa時，推桿的位置從零走到全行程。其信號壓力與推桿位移的特性如圖1-a所示。
正作用式執行機構的動作原理如圖2-a所示。當信號壓力進入氣室時，在其膜片上產生一個推力，這樣使其推動部件位移，將彈簧壓縮，直到彈簧的反作用力與信號壓力在膜片上產生的推力相平衡。其平衡方程式為
                         PS=KL
式中P---進入薄膜式的信號壓力；
S---波紋膜片的有效面積；
K---彈簧剛度；
L---執行機構的推桿位移。
故                     從上式可以看出，當執行機構的型號規格確定后，其中P、K均為常數，則L∝P。
3.2 反作用式執行機構
當信號壓力增大時，執行機構的推桿向上動作的叫做反作用執行機構，如圖1-b、圖2-b所示。當信號壓力從0.02~0.1MPa時，推桿的位置從全行程走到零。其動作原理和正作用式執行機構一樣，只不過其信號壓力進入波紋膜片得下方，信號壓力增大時，波紋膜片向上移動。

4 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數調節閥
調節閥的結構形式較多，包括直通單座調節閥、直通雙座調節閥、三通閥、角型調節閥、高壓調節閥、隔膜調節閥、小流量調節閥、蝶閥、球閥等。
4.1 調節閥對調節參數的調節
在自動調節系統中有被調參數、調節參數、干擾參數。調節參數是靠調節閥進行調節的。當調節系統中出現干擾時，被調參數將偏離給定值，調節器命調節閥對調節參數進行調節，使被調參數回到給定值。
4.2 調節閥的結構形式
氣動薄膜式調節閥閥分為正裝和反裝兩種。正裝時，閥芯向下位移，閥芯與閥座間的流通面積減小。反裝時，閥芯向下位移，閥芯與閥座間的流通面積增大。正裝與反裝時，閥芯與流通面積的關系如圖所示。

5 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數組合方式
從執行機構和調節機構的分析中可以看到，氣動執行機構有正作用式和反作用式兩種，調節閥有正裝和反裝兩種，故此，氣動執行器的氣開、氣關的兩種形式是由執行機構的正、反作用及調節閥的正、反裝綜合確定的。其組合方式有四種，如表1所示。

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數主要技術性能指標：

泄漏率：單密封型Ⅳ級，小于額定流量的10-4         雙密封型Ⅲ級，小于額定流量的10-3

回差：不帶定位器，小于全行程的3％              帶定位器：小于全行程的1％

基本誤差：不帶定位器，小于全行程的±5％         帶定位器：小于全行程的±1％

死區：不帶定位器，小于全行程的3％              帶定位器： 小于全行程的1％

注：測試使用的填料為標準的聚四氟乙烯填料

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數執行機構

規格/形式	氣動薄膜式	電動式
	MF	PEL
	多彈簧型
用途	調節，開關	調節開關
供氣壓力或供給電壓	200(75-150)KpaG,300(75-150)KpaG 450(170-360)Kpa,450(180-370)KpaG 550(200-360)KpaG,550(220-440)KpaG 300(96-171)KpaG,350(145-256)KpaG	供電電源：220V,50Hz 輸入信號：4-20mA
接口	G1/8（MF2）、G1/4（MF3） G3/4（MF5）	進出線口：M20X1.5（2個）
正作用	供氣壓力增加，閥門關閉	輸入信號增加閥閉
反作用	供氣壓力增加，閥門打開	輸入信號增加閥開
滯后	≤百分之1 （帶定位器）	≤百分之0.8
線性	≤±百分之2（帶定位器）	≤±百分之1
允許環境溫度	-30℃~80℃	-20℃~60℃
標準圖層色	中國藍	中國藍
選購設備	電器閥門定位器，智能閥門定位器，空氣過濾減壓閥，電磁閥，行程開關，閥位傳送器	限位開關

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數技術參數

規格/形式	氣動薄膜式	電動式
	MF	PEL
	多彈簧型
用途	調節，開關	調節開關
供氣壓力或供給電壓	200(75-150)KpaG,300(75-150)KpaG 450(170-360)Kpa,450(180-370)KpaG 550(200-360)KpaG,550(220-440)KpaG 300(96-171)KpaG,350(145-256)KpaG	供電電源：220V,50Hz 輸入信號：4-20mA
接口	G1/8（MF2）、G1/4（MF3） G3/4（MF5）	進出線口：M20X1.5（2個）
正作用	供氣壓力增加，閥門關閉	輸入信號增加閥閉
反作用	供氣壓力增加，閥門打開	輸入信號增加閥開
滯后	≤百分之1 （帶定位器）	≤百分之0.8
線性	≤±百分之2（帶定位器）	≤±百分之1
允許環境溫度	-30℃~80℃	-20℃~60℃
標準圖層色	中國藍	中國藍
選購設備	電器閥門定位器，智能閥門定位器，空氣過濾減壓閥，電磁閥，行程開關，閥位傳送器	限位開關

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數主要技術參數：

公稱通徑（mm）		25	40		50	65	80	100	150		200
閥座直徑（mm）		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
流量系數KV	直線	11	17.8	27.5	44	69	110	176	275	440	630
	等百分比	10	16	25	40	63	100	160	250	360	570
可調范圍		30：1； 50：1
公稱壓力		標準產品1.6、4.0、6.4MPa；特殊訂貨10、22、32Mpa
閥芯形式		單密封：單座套筒式柱塞閥芯；雙密封；雙座套筒式柱塞型閥芯
流量特性		直線、對數
作用形式		氣開式、氣關式
工作溫度		普通型-40～230℃，散熱片型230～450℃，特殊訂貨450～600℃
法蘭標準		符合JB78-59、JB79-59標準，可按JB/T79.1-94、JB/179.2-94、HG20592-2009、ANSI、JIS、DIN等標準訂貨生產
執行機構		ZHA/B型多彈簧氣動薄膜執行機構、ZSL型直行程氣動活塞式執行機構
可配附件		定位器、電磁閥、空氣過濾減壓閥、限位開關、閥位反饋器、緊急動作裝置、手輪機構等

注：工作溫度、公稱壓力、公稱通徑超出列表范圍的產品可與本公司商洽解決。

 

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數主要零部件材料：

零部件名稱	閥體	芯座	填料	膜片
材質	ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti、316、316L、耐腐蝕合金等	1Cr18Ni9Ti、316、316L、耐腐蝕合金、F4等	聚四氟乙烯、柔性石墨	丁腈橡膠夾尼龍布

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數允許差壓：

執行機構				ZH□－22			ZH□－23				ZH□－34						ZH□－45						ZH□－53
額定行程（mm）				16			25				40						60						100
有效面積（cm 2）				350								560						900						1600
氣源接口尺寸				M10×1															M12×1.25						M16×1.5
公稱通徑（mm）				25			32	40	50		65		80		100		125		150		200		250		300
閥座直徑（mm）				25			32	40	50		65		80		100		125		150		200		250		300
作用方式		彈簧范圍（MPA）	氣源壓力（Mpa）	允許差壓△P（MPa）
單密封	氣關式	0.02-0.10	0.14	2.20.	1.34	0.86			0.55		0.52			0.34		0.22		0.23		0.16		0.09		0.10		0.07
			0.25	6.4	5.02	3.22			2.06		1.95			1.29		0.82		0.85		0.59		0.33		0.38		0.26
		0.06-0.18	0.25	3.84	2.34	1.50			0.96		0.91			0.60		0.38		0.40		0.27		0.15		0.18		0.12
	氣開式	0.04-0.12	0.14	2.20	1.34	0.86			0.55		0.52			0.34		0.22		0.23		0.16		0.09		0.10		0.07
		0.06-0.18	0.25	3.29	2.01	1.29			0.82		0.78			0.51		0.33		0.34		0.24		0.13		0.15		0.10
		0.10-0.22	0.25	5.49	3.35	2.14			1.37		1.30			0.86		0.55		0.56		0.39		0.22		0.25		0.17
雙密封	氣關式	0.02-0.10	0.14	6.4	5.72	4.51			3.57		4.36			3.52		2.80		3.59		2.39		1.79		2.12		1.32
			0.25	6.4	6.4	6.4			6.4		6.4			6.4		6.4		6.4		6.4		6.4		6.4		4.97
		0.06-0.18	0.25	6.4	6.4	6.4			6.25		6.4			6.16		4.9		6.27		4.19		3.13		3.70		2.32
	氣開式	0.04-0.12	0.14	6.4	5.72	4.51			3.57		4.36			3.52		2.80		3.59		2.39		1.79		2.12		1.32
		0.06-0.18	0.25	6.4	6.4	6.4			5.36		6.4			5.28		4.20		5.38		3.59		2.68		3.17		1.99
		0.10-0.22	0.25	6.4	6.4	6.4			6.4		6.4			6.4		6.4		6.4		5.98		4.47		5.29		3.31

注：（1）以上數據均為帶定位器，使用標準聚四氟乙烯填料條件下的允許壓差數據。

   （2）ZHA:正作用執行機構；ZHB：反作用執行機構。

   （3）調小氣關閥彈簧范圍終點（調松彈簧預緊力）或增大氣源壓力均可提高允許壓差。

   （4）調大氣開閥彈簧范圍起點（調緊彈簧預緊力）可提高允許壓差。

   （5）如果允許壓差不清楚或最大工作壓差超出列表范圍請與我們聯系。

氣動薄膜彈簧調節閥技術參數外形尺寸及重量：

公稱通徑（mm）	L（mm）			H(mm)		H1(mm)	D（mm）	重量（Kg）
	PN1.6Mpa	PN4.0Mpa	PN6.4Mpa	普通型	散熱型
25	184	197	210	410	560	72	285	34
40	222	235	251	455	620	87		45
50	254	267	286	457	627	92		52
65	276	292	311	610	790	105	360	95
80	298	317	337	622	807	110		110
100	352	368	394	640	850	127		138
150	451	473	508	870	1130	174	470	244
200	600	600	650	890	1150	209		317
250	720	760	800	1210	1490	300	620	495
300	820	850	870	1230	1510	350		715

6 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數使用管理
調節閥的操作是否正常，與調節閥的質量及產生故障后的維修工作有很大的關系。由于調節閥的質量原因，產生的故障多種多樣。而某一種故障的出現，也可能有不同的原因。

6.1 氣動執行機構主要故障元件
（1）膜片。對于薄膜式氣動機構來說，膜片是最重要的元件。在氣源系統正常工作的情況下，如果執行機構不動作，首先應想到膜片是否安裝好，是否破裂。當金屬接觸面有尖角、毛刺等缺陷時，會把膜片扎破，而膜片絕對不能有泄漏。另外，如果膜片使用時間過長，因橡膠材料老化也會影響性能。
（2）彈簧。彈簧是調節閥的主要調節元件。如果制造、熱處理、材料選擇不當，會使彈簧疲勞或斷裂。有引起彈簧在過大的載荷作用下，可能會產生斷裂。
（3）接氣管路。這是輸入氣壓通向執行機構的通路，不能泄漏。因此，要經常檢查是否泄漏。
（4）推桿。這是確保有足夠的行程來關閉調節閥。如推桿有彎曲、變形、會影響調節閥的調節性能。

6.2 調節閥的主要故障元件
（1）閥芯：它是調節閥起調節作用和密封作用的活動元件，直接與介質接觸，易受介質的沖刷和腐蝕、磨蝕。在高壓差情況下更易損壞。所以要檢查它的磨損、沖刷及腐蝕情況，是否需要維修和更換。
（2）閥座：閥座密封面是保證閥門密封的關鍵部位。受介質的沖刷、磨損和腐蝕，要檢查閥座的損壞情況。
（3）閥桿：閥桿與閥芯、推桿的連接，直接影響調節閥的性能。因此要檢查閥桿與閥芯、推桿的連接質量，以及閥桿本身有無彎曲、變形。
（4）填料：檢查填料是否老化、缺油，填料是否壓緊。
（5）墊片及O形圈：墊片和O形圈是否老化變硬，影響密封性能。

6.3 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數閥門定位器元件故障
（1）閥位行程傳感器失調造成調節閥閥位失調。閥位傳感器為一精密多圈電阻，內置于閥桿套筒內，由緊固件和閥桿相連，作用是輸出閥位反饋信號。當閥行程傳感器的緊固件松動后，會使閥行程零位時閥位傳感器的精密多圈電阻值超出正常范圍（正常為1950~2050Ω），造成調節閥閥位失靈，無法完成手/自動校準程序，閥位自動運動到全開/全關位置。對發生連接緊固件松動故障的定位器處理方法為：拆下，把反饋臂定位在零位，用萬用表測量閥位傳感器的精密多圈電阻值，調整閥位傳感器的連接軸，使萬用表指示在1950~2050Ω，然后鎖定連接軸，安裝閥行程傳感器緊固件和閥桿相連，問題得以解決。
（2）氣源不干凈致使閥門定位器內部氣路堵塞造成調節閥閥位失調。對于發生氣路堵塞故障的處理方法為：拆下閥門定位器，對其氣路部分進行清洗，保證氣路暢通，問題得以解決。
（3）I/P轉換部件問題造成調節閥閥位失調。當I/P轉換部件燒毀時，閥門定位器氣動中繼器就無法感受噴嘴所送出的壓力變化，也就無法去閥位進行調節。由于I/P部件問題導致閥位失調的情況，更換I/P部件得以解決。
（4）反饋臂脫落造成調節閥閥位失調。對反饋臂脫落情況的處理方法：在零信號位置，對應實際閥位將反饋臂重新緊固便能解決問題。

6.4 氣動薄膜彈簧調節閥技術參數故障案例
（1）開閥緩慢而且無法全開。三聚氰胺裝置LV-36005液位控制閥（氣開），在調節過程中，開閥緩慢而且無法全開，儀表人員經過檢查發現該閥膜頭處有漏氣現象，漏氣直接導致調節閥動作緩慢無法全開。處理方法：將調節閥執行機構全部打開，檢查其密封性，發現由于長時間的運行，膜片磨損嚴重，導致的漏氣，對其膜片進行更換后，閥門投用正常，調節動作靈敏。
（2）閥門突然失控。2008年5月16日在三聚氰胺裝置運行過程中PV-31063（氣關閥）閥門突然失靈，且閥門調節非常重要，長時間故障會導致整個裝置停車，后果不堪設想。經判斷，該閥門定位器故障。處理方法：打手輪限位，先滿足工藝生產要求，在氣動執行器相同的調節閥將新相同型號閥門定位器進行校驗合格后更換到PV-31063，工藝人員監護，緩慢釋放手輪，觀察閥位變化情況，從效果看，此次的處理效果良好，避免了一次停車。在后來的停車檢修中我們又對該閥進行了聯校檢查。
（3）調節閥不能調節。2010年12月PV-86264工藝操作人員反映該調節閥不能調節，儀表人員到現場檢查后發現閥門定位器收入氣源壓力為零，隨對儀表氣路進行檢查，由于壓縮空氣帶水，有加上氣溫低，導致積水成冰，堵塞氣路，儀表人員對氣路進行除冰，恢復氣路后調節閥動作正常。

7氣動薄膜彈簧調節閥技術參數 結束語
依據工作原理，結合自動化儀表管理工程一線的運管實際經驗，根據真實的工程需求，總結調節閥故障處理技術。