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ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析

（氣動(dòng)精小型單座調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥），是由多彈簧氣動(dòng)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(dòng)作靈敏、流體通道呈S流線(xiàn)型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確，配用電-氣閥門(mén)定位或氣動(dòng)閥門(mén)定位器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝管路流體介質(zhì)的自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥是以壓縮氣體（常采用凈化壓縮空氣）為動(dòng)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(mén)定位器、電/氣轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥、儲(chǔ)氣罐、氣體過(guò)濾/減壓/油霧分離器等附件去驅(qū)動(dòng)閥門(mén)，來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo)，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來(lái)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(guò)程參數(shù)。

2、氣動(dòng)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(hào)，送至氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥定位器。定位器根據(jù)所接收到的電流值，自動(dòng)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(shí)，就可以推動(dòng)閥芯、閥桿、推桿等構(gòu)件自由運(yùn)動(dòng)了。

3、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的彈簧范圍

彈簧范圍：是指一臺(tái)閥在靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)的膜室壓力到走行程時(shí)的膜室壓力。20～100KPa，表示這臺(tái)閥靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)膜室壓力是20KPa，關(guān)閉時(shí)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的FO與FC

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作類(lèi)型分兩種：氣開(kāi)型（Air to Open）和氣關(guān)型（Air to Close）。

氣開(kāi)型：當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí)，閥門(mén)向增加開(kāi)度方向動(dòng)作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上，閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)。反過(guò)來(lái)，當(dāng)空氣壓力減小時(shí)，閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作，在沒(méi)有輸入空氣時(shí)，閥門(mén)全閉。故有時(shí)氣開(kāi)型閥門(mén)又稱(chēng)故障關(guān)閉型（Fail to Close FC）。

氣關(guān)型：動(dòng)作方向正好與氣開(kāi)型相反，當(dāng)空氣壓力增加時(shí)，閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作，空氣壓力減小或沒(méi)有時(shí)，閥門(mén)向開(kāi)啟方向動(dòng)作，直到全開(kāi)為止，故有時(shí)又稱(chēng)為故障開(kāi)啟型（Fail to Open FO）。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)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(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1、本閥是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中儀表的執(zhí)行單元，采用電-氣閥門(mén)定位器，以電信號(hào)和壓縮空氣為動(dòng)力，接受控制系統(tǒng)輸入的0-10mA DC或4-20mA DC電流信號(hào)，由調(diào)節(jié)器將壓縮空氣，轉(zhuǎn)換成氣源壓力信號(hào)輸入輸出，可實(shí)現(xiàn)分程控制（段幅信號(hào)），從而改變閥門(mén)開(kāi)度位移，達(dá)到對(duì)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(kāi)型（當(dāng)信號(hào)壓力增大時(shí)閥位向下位移），《B型》

反作用：氣開(kāi)式-常閉型（當(dāng)信號(hào)壓力增大時(shí)閥位向上位移），《K型》

3、氣動(dòng)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(chǎng)合。

4、直通低流阻單座為無(wú)底蓋頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，它只有一個(gè)閥座和一個(gè)柱塞形閥芯具有密閉性能好、泄漏量小、動(dòng)作靈敏、流體通道呈S流線(xiàn)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(duì)介質(zhì)泄漏量及調(diào)節(jié)精度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)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(chēng)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(chǎng)合。

5、通過(guò)改變閥芯形狀的設(shè)計(jì)；不同的閥芯形狀會(huì)得到不同流量特性：等百分比（對(duì)數(shù)）性、直線(xiàn)性、快開(kāi)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(lèi)、氣體類(lèi)等介質(zhì)）。

ZJHP精小型氣動(dòng)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(dòng)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(mén)定位器
**對(duì)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(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析允許壓差表 單位: MPa

*P:閥門(mén)定位器
**對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥有氣開(kāi)與氣關(guān)兩種類(lèi)型。確定調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)方式的原則是：當(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。如果閥門(mén)在信號(hào)中斷后處于打開(kāi)位置，流體不中斷，則選用氣關(guān)閥；如果閥門(mén)在信號(hào)壓力中斷后處于關(guān)閉位置，流體不通過(guò)，則選用氣開(kāi)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(kāi)閥，當(dāng)信號(hào)中斷后，閥自動(dòng)關(guān)閉，燃料被切斷，以免爐溫過(guò)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(hào)中斷后，閥自動(dòng)打開(kāi)，仍然向鍋爐內(nèi)送水，可以避免鍋爐燒干。Q與閥芯相對(duì)行程L（閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)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(shí)，閥的流量特性稱(chēng)為固有流量特性。固有流量特性主要有直線(xiàn)、等百分比（對(duì)數(shù)）、拋物線(xiàn)和快開(kāi)等4種類(lèi)型，如圖3-1所示：

　　在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線(xiàn)、等百分比和快開(kāi)3種。拋物線(xiàn)特性介于直線(xiàn)和等百之間，一般用等百特性來(lái)代替。快開(kāi)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(shí)閥的固有流量特性就會(huì)發(fā)生畸變，閥在實(shí)際工作條件下的特性稱(chēng)之為工作流量特性。這時(shí)在確定流量特性時(shí)要引入一個(gè)稱(chēng)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(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析從以下3個(gè)方面內(nèi)容對(duì)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(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，它是由控制對(duì)象、變送器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥幾個(gè)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(duì)象的放大系數(shù)。在負(fù)荷變動(dòng)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(gè)操作范圍內(nèi)保持不變。一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)確定的系統(tǒng)里，K1～K3的系數(shù)是固定不變的，只有對(duì)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?lái)補(bǔ)償對(duì)象特性的變化，保證K4K5的乘積是個(gè)常數(shù)就保證了系統(tǒng)的總放大系數(shù)K是個(gè)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(huì)使閥的工作特性與固有特性不同。所以，應(yīng)根據(jù)對(duì)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(duì)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行驗(yàn)算，要求最大流量時(shí)閥開(kāi)度不大于90%，最小流量時(shí)開(kāi)度不小于10%。在正常工況下，閥門(mén)開(kāi)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(dòng)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(jí)、使用溫度范圍、耐腐蝕等方面應(yīng)不低于對(duì)工藝管道的要求，但在介質(zhì)為易燃易爆的流體時(shí)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(duì)閥內(nèi)件的沖擊。一般對(duì)于非腐蝕性流體，常選用不銹鋼；對(duì)于腐蝕性較強(qiáng)的流體，可選用哈氏合金；對(duì)于沖擊、振動(dòng)、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(shí)，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(mén)定位器、電磁閥、回訊開(kāi)關(guān)、過(guò)濾減壓器、保位閥等。
　　閥門(mén)定位器是調(diào)節(jié)閥的一個(gè)重要附件，常見(jiàn)的有氣動(dòng)閥門(mén)定位器和電氣閥門(mén)定位器兩種。它主要用于：

      1、高壓差的場(chǎng)合；
      2、高壓、高溫或低溫介質(zhì)的場(chǎng)合；
      3、介質(zhì)中含有固體懸浮物或黏性流體的場(chǎng)合；
      4、調(diào)節(jié)閥口徑較大的場(chǎng)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_(kāi)關(guān)是需要在控制室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到閥位的信號(hào)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(shí)，閥位要求保持在一定的位置上，但這種情況不多見(jiàn)。

四、ZJHP精小型氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥選型分析結(jié)論
　　隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的要求越來(lái)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(dòng)態(tài)性能等。因此，對(duì)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(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)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(duì)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。