ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析

（氣動精小型單座調(diào)節(jié)閥、氣動薄膜單座調(diào)節(jié)閥），是由多彈簧氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和頂導(dǎo)向式直通低流阻單座閥組成。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確，配用電-氣閥門定位或氣動閥門定位器，可實(shí)現(xiàn)對工藝管路流體介質(zhì)的自動調(diào)節(jié)控制，廣泛應(yīng)用于精確控氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位等參數(shù)保持在給定值。是符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的新一代通用調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品。

氣動調(diào)節(jié)閥是以壓縮氣體（常采用凈化壓縮空氣）為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并根據(jù)實(shí)際需求可選配電/氣閥門定位器、電/氣轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥、儲氣罐、氣體過濾/減壓/油霧分離器等附件去驅(qū)動閥門，來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的，比如流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)。

2、氣動調(diào)節(jié)閥工作原理

自工業(yè)控制系統(tǒng)如DCS、PLC等系統(tǒng)送出4-20ma電流信號，送至氣動調(diào)節(jié)閥定位器。定位器根據(jù)所接收到的電流值，自動調(diào)節(jié)壓縮空氣量（壓力）的大小，并將壓縮空氣送至膜室上/下腔。

當(dāng)膜室內(nèi)的氣壓大于彈簧的彈力范圍及閥體內(nèi)部壓力和其它阻力時，就可以推動閥芯、閥桿、推桿等構(gòu)件自由運(yùn)動了。

3、氣動調(diào)節(jié)閥的彈簧范圍

彈簧范圍：是指一臺閥在靜態(tài)啟動時的膜室壓力到走行程時的膜室壓力。20～100KPa，表示這臺閥靜態(tài)啟動時膜室壓力是20KPa，關(guān)閉時的膜室壓力是100KPa。常用的彈簧范圍有20～100KPa、20～60KPa、60～100KPa、60～180KPa、40～200KPa。

4、氣動調(diào)節(jié)閥的FO與FC

氣動調(diào)節(jié)閥的動作類型分兩種：氣開型（Air to Open）和氣關(guān)型（Air to Close）。

氣開型：當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當(dāng)空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型（Fail to Close FC）。

氣關(guān)型：動作方向正好與氣開型相反，當(dāng)空氣壓力增加時，閥門向關(guān)閉方向動作，空氣壓力減小或沒有時，閥門向開啟方向動作，直到全開為止，故有時又稱為故障開啟型（Fail to Open FO）。氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常由閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同組裝方式實(shí)現(xiàn)的。

ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1、本閥是自動化控制系統(tǒng)中儀表的執(zhí)行單元，采用電-氣閥門定位器，以電信號和壓縮空氣為動力，接受控制系統(tǒng)輸入的0-10mA DC或4-20mA DC電流信號，由調(diào)節(jié)器將壓縮空氣，轉(zhuǎn)換成氣源壓力信號輸入輸出，可實(shí)現(xiàn)分程控制（段幅信號），從而改變閥門開度位移，達(dá)到對流體介質(zhì)的工藝參數(shù)精確調(diào)節(jié)控制。

2、本閥按作用模式可分；

正作用：氣閉式-常開型（當(dāng)信號壓力增大時閥位向下位移），《B型》

反作用：氣開式-常閉型（當(dāng)信號壓力增大時閥位向上位移），《K型》

3、氣動單座調(diào)節(jié)閥為直通單座鑄造球形閥，單座柱塞型閥芯，特別適用于允許泄漏小且閥前閥后壓差不大的工作場合。

4、直通低流阻單座為無底蓋頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，它只有一個閥座和一個柱塞形閥芯具有密閉性能好、泄漏量小、動作靈敏、流體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確、可調(diào)比大，閥芯導(dǎo)向部分的導(dǎo)向面積大，具有抗振性能強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于對介質(zhì)泄漏量及調(diào)節(jié)精度有嚴(yán)格要求的場合，但由于閥結(jié)構(gòu)上的原因，閥桿上的不平衡力較大，尤其在公稱通徑大的工況下更為明顯，因而該閥只適合于工作壓差較小的場合。

5、通過改變閥芯形狀的設(shè)計(jì)；不同的閥芯形狀會得到不同流量特性：等百分比（對數(shù)）性、直線性、快開特性。

6、根據(jù)使用工況要求，閥芯可設(shè)計(jì)制作成；軟質(zhì)密封結(jié)構(gòu)（適用于-20~ 120℃溫度范圍內(nèi)要求嚴(yán)密閉性的酸堿類、氣體類等介質(zhì)）。

ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析主要零件材料

◇　閥體、閥蓋：HT200，ZG230-450，ZG1Cr18Ni9Ti
◇　閥芯、閥座：1Cr18Ni9Ti，司太萊合金堆焊
◇　軟密封閥芯：增強(qiáng)聚四氟乙烯
◇　填料：聚四氟乙烯，柔性石墨
◇　波紋管：1Cr18Ni9Ti
◇　墊片：橡膠石棉板、10、1Cr18Ni9Ti、石棉纏繞墊片
◇　膜蓋：A3
◇　波紋膜片：丁晴橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物
◇　彈簧：60SIMN
◇　閥桿、推桿：2Cr13、1Cr18Ni9Ti
◇　襯套：2Cr13

ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析技術(shù)參數(shù)

本產(chǎn)品性能指標(biāo)貫徹GB/T4213-92標(biāo)準(zhǔn)

允許壓差

氣閉式調(diào)節(jié)閥允許壓差表 單位: MPa

*P:閥門定位器
**對于ZXPV型單座紋管密封調(diào)節(jié)閥,最大允許壓差為1.0MPa，表中數(shù)據(jù)若數(shù)值小于1.0MPa則不變，若數(shù)值MPa，則取值1.0MPa。

ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析允許壓差表 單位: MPa

*P:閥門定位器
**對于ZXPV型單座紋管密封調(diào)節(jié)閥,最大允許壓差為1.0MPa，表中數(shù)據(jù)若數(shù)值小于1.0MPa則不變，若數(shù)值MPa，則取值1.0MPa。

ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

外形尺寸及重量
標(biāo)準(zhǔn)型、散熱形、高溫型外形尺寸表  單位：MM

散熱高溫型高度（H）為PN16的數(shù)值
夾套型高度H1及H均增加15%

ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析波紋管密封型外形尺寸 單位：MM

調(diào)節(jié)閥重量表        單位:KG

*本表中散熱高溫型的重量以PN16為依據(jù),低溫型以PN40為依據(jù)

　　氣動調(diào)節(jié)閥有氣開與氣關(guān)兩種類型。確定調(diào)節(jié)閥開關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號壓力中斷時，應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門在信號中斷后處于打開位置，流體不中斷，則選用氣關(guān)閥；如果閥門在信號壓力中斷后處于關(guān)閉位置，流體不通過，則選用氣開閥。如加熱爐的燃料氣或燃料油管路上的調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用氣開閥，當(dāng)信號中斷后，閥自動關(guān)閉，燃料被切斷，以免爐溫過高而發(fā)生事故；鍋爐進(jìn)水管路上的調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用氣關(guān)閥，當(dāng)信號中斷后，閥自動打開，仍然向鍋爐內(nèi)送水，可以避免鍋爐燒干。Q與閥芯相對行程L（閥門的相對開度）之間的函數(shù)關(guān)系：
    Q＝f（L）
　　當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差△P保持不變時，閥的流量特性稱為固有流量特性。固有流量特性主要有直線、等百分比（對數(shù)）、拋物線和快開等4種類型，如圖3-1所示：

　　在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開3種。拋物線特性介于直線和等百之間，一般用等百特性來代替。快開特性主要用于二位式控制。
　　在一般情況下，閥兩端壓差不可能永遠(yuǎn)保持不變，這時閥的固有流量特性就會發(fā)生畸變，閥在實(shí)際工作條件下的特性稱之為工作流量特性。這時在確定流量特性時要引入一個稱為閥阻比的系數(shù)S。
       S＝△P/Σ△P
　　Σ△P為系統(tǒng)總壓差，是閥、全部工藝設(shè)備和管路系統(tǒng)上的各壓差之和。

　　ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析從以下3個方面內(nèi)容對閥的工作流量特性進(jìn)行分析：
       1、從控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量方面分析
　　對于一個簡單的控制系統(tǒng)，它是由控制對象、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個基本環(huán)節(jié)組成的，系統(tǒng)的總放大系數(shù)K＝K1 K2 K3 K4K5
　　K1～K5分別表示變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥、控制對象的放大系數(shù)。在負(fù)荷變動的情況下，要使控制系統(tǒng)能保持預(yù)定的控制指標(biāo)，希望總放大系數(shù)在控制系統(tǒng)的整個操作范圍內(nèi)保持不變。一般來說，在一個確定的系統(tǒng)里，K1～K3的系數(shù)是固定不變的，只有對象的放大系數(shù)K5隨負(fù)荷的變化而變化，為此選擇適當(dāng)?shù)牧髁刻匦詠硌a(bǔ)償對象特性的變化，保證K4K5的乘積是個常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是個穩(wěn)定值。
       2、從工藝配管情況分析
　　調(diào)節(jié)閥總是與管道、設(shè)備連在一起使用的，管道阻力的存在必然會使閥的工作特性與固有特性不同。所以，應(yīng)根據(jù)對象的特性，選擇合適的工作特性，再根據(jù)配管情況選擇相應(yīng)閥的固有流量特性。

確定完CV值以后，要對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行驗(yàn)算，要求最大流量時閥開度不大于90%，最小流量時開度不小于10%。在正常工況下，閥門開度應(yīng)在15%～85%之間。最后根據(jù)CV值確定調(diào)節(jié)閥口徑。

三、ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析調(diào)節(jié)閥的材料和輔助裝置　　
　　調(diào)節(jié)閥的閥體一般選用鑄鐵材質(zhì)，其耐壓等級、使用溫度范圍、耐腐蝕等方面應(yīng)不低于對工藝管道的要求，但在介質(zhì)為易燃易爆的流體時應(yīng)作特殊考慮。閥芯、閥座材質(zhì)的選用應(yīng)考慮到流體中是否有固體顆粒產(chǎn)生的磨損和氣蝕作用對閥內(nèi)件的沖擊。一般對于非腐蝕性流體，常選用不銹鋼；對于腐蝕性較強(qiáng)的流體，可選用哈氏合金；對于沖擊、振動、磨損嚴(yán)重的流體，可選用堆焊硬質(zhì)合金或噴涂材質(zhì)。另外當(dāng)操作介質(zhì)溫度高于+200℃時，要選擇帶散熱片的上閥蓋。
　　調(diào)節(jié)閥的輔助裝置主要有閥門定位器、電磁閥、回訊開關(guān)、過濾減壓器、保位閥等。
　　閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的一個重要附件，常見的有氣動閥門定位器和電氣閥門定位器兩種。它主要用于：

      1、高壓差的場合；
      2、高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場合；
      3、介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場合；
      4、調(diào)節(jié)閥口徑較大的場合；
      5、實(shí)現(xiàn)分程控制；
      6、改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
　　電磁閥的作用是快速地切斷和接通氣源，使閥處于通、斷的位置，多用于安全放空閥?；赜嶉_關(guān)是需要在控制室實(shí)時監(jiān)測到閥位的信號才選用的。保位閥的選擇是根據(jù)工藝狀況，當(dāng)氣源切斷時，閥位要求保持在一定的位置上，但這種情況不多見。

四、ZJHP精小型氣動薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)論
　　隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，對氣動調(diào)節(jié)閥的要求越來越高，這些要求包括：新結(jié)構(gòu)、新材料、高性能、與計(jì)算機(jī)通訊以及*的動態(tài)性能等。因此，對新型調(diào)節(jié)閥的研究和學(xué)習(xí)是一項(xiàng)艱巨而重要的任務(wù)。
　　調(diào)節(jié)閥是自動控制系統(tǒng)中一個重要的環(huán)節(jié)，若選擇計(jì)算不準(zhǔn)確、使用維護(hù)不得當(dāng)，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。因此，對調(diào)節(jié)閥的正確選用、安裝和維修等各項(xiàng)工作都必須高度重視。