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气动薄膜调节阀

气动薄膜调节阀的发展自20世纪初始至今已有八十年的历史,先后产生了十个大类的调节阀产品,自力式阀和定位器等。

调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板(一种蝶阀的变型)、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。尽管调节阀得到广泛的使用,调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中,调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重,然而,当它控制工艺流体的流动时,它必须令人满意地运行及最少的维修量。

调节阀由电动执行机构气动执行机构调节阀两部分组成。调节阀通常分为直通单座式调节阀和直通双座式调节阀两种,后者具有流通能力大、不平衡办小和操作稳定的特点,所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。

按用途和作用

a.两位阀:主要用于关闭或接通介质;

b.调节阀:主要用于调节系统。选阀时,需要确定调节阀的流量特性;

c.分流阀:用于分配或混合介质;

d.切断阀:通常指泄漏率小于十万分之一的阀。本类阀门在管道中一般应当水平安装。

按主要参数

1 按压力分类

(1)真空阀:工作压力低于标准大气压;

(2)低压阀:公称压力PN≤1.6MPa;

(3)中压阀:PN2.5~6.4MPa;

(4)高压阀:PNl0.0~80.OMPa,通常为PN22、PN32;

(5)超高压阀:PN≥IOOMPa。

2 按介质工作温度分类

(1)高温阀:t>450℃;

(2)中温阀:220℃≤t≤450℃;

(3)常温阀:-40℃≤t≤220℃;④低温阀:-200℃≤t≤-40℃。

常用分类法

这种分类方法既按原理、作用又按结构划分,是目前国内、***常用的分类方法。一般分为九个大类:

(1)单座调节阀;

(2)双座调节阀;

(3)套筒调节阀;

(4)角形调节阀;

(5)三通调节阀;

(6)隔膜阀;

(7)蝶阀;

(8)球阀;

(9)偏心旋转阀。前6种为直行程,后三种为角行程。

这九种产品亦是最基本的产品,也称为普通产品、基型产品或标准产品。各种各样的特殊产品、专用产品都是在这九类产品的基础上改进变型出来的。

特殊用途

(1)软密封切断阀;

(2)硬密封切断阀;

(3)耐磨调节阀;

(4)耐腐蚀调节阀;

(5)全四氟耐蚀调节阀

(6)全耐蚀合金调节阀;

(7)紧急动作切断或放空阀;

(8)防堵调节阀;

(9)耐蚀防堵切断阀;

(10)保温夹套阀;

(11)大压降切断阀;

(12)小流量调节阀;

(13)大口径调节阀;

(14)大可调比调节阀;

(15)低S节能调节阀;

(16)低噪音阀;

(17)精小型调节阀;

(18)衬里(橡胶、四氟、陶瓷)调节阀;

(19)水处理专用球阀;

(20)烧碱专用阀;

(21)磷铵专用阀;

(22)氯气调节阀;

(23)波纹管密封阀……

驱动能源

流通能力Cv值(流量系数)是调节阀选型的主要参数之一,调节阀的流通能力的定义为:当调节阀全开时,阀两端压差为0.1MPa,流体密度为1g/cm3时,每小时流径调节阀的流量数,称为流通能力,也称流量系数,以Cv表示,单位为t/h,液体的Cv值按下式计算。

根据流通能力Cv值大小查表,就可以确定调节阀的公称通径DN。

调节阀流量特性 调节阀的流量特性,是在阀两端压差保持恒定的条件下,介质流经调节阀的相对流量与它的开度之间关系。调节阀的流量特性有线性特性,等百分比特性及抛物线特性三种。三种注量特性的意义如下:


编辑

等百分比特性

等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系,在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比,流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时,流量变化小,流量大时,则流量变化大,也就是在不同开度上,具有相同的调节精度。

线性特性

线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。流量大时,流量相对值变化小,流量小时,则流量相对值变化大。

抛物线特性

流量按行程的二方成比例变化,大体具有线性和等百分比特性的中间特性。

从上述三种特性的分析可以看出,就其调节性能上讲,以等百分比特性为**,其调节稳定,调节性能好。而抛物线特性又比线性特性的调节性能好,可根据使用场合的要求不同,挑选其中任何一种流量特性。

部件材料


PN

阀体、上阀盖、下阀盖

阀芯、阀杆、阀座

垫片

填料

16

HT200

1Cr18Ni9

石棉橡胶板

聚四氟乙烯

40

ZG25

1Cr18Ni9

石棉橡胶板

聚四氟乙烯

64

1Cr18Ni9

1Cr18Ni9

石棉橡胶板

聚四氟乙烯

性能参数


DN/㎜

PN

环境温度/℃

固有流量特性

气源**压力/MPa




25~300

16,40,64

-30~60

直线、等百分比

0.25




DN

/㎜

流通能力

行程/㎜

配用执行器型号

灰铸铁阀




单座

双座

PN

工作压力/MPa

介质温度/℃




25

8

10

16

ZMA-2

16

1.6

≤200

32

12

16






40

20

25

25

ZMA-3




50

32

40






65

50

63

40

ZMA-4




80

80

100






100

120

160






125

200

250

60

ZMA-5




150

280

400






200

450

630






250


1000

100

ZMA-6




300


1600






检查校验


气动薄膜调节阀是工艺生产过程自动调节系统中极为重要的环节。为了确保其安全正常运行,在安装使用前或检修后应根据实际需要进行必要的检查和校验。

执行机构检查

1 薄膜气室密封性检查

当调节阀铭牌信号压力范围为0.2~1kg/cm2 时(本文下同),将0.8kg/cm2压力的压缩空气通 入薄膜气室,切断气源,持续5分钟,薄膜气室内压力下降不应超过0.007kg/cm2(5mmHg)。

2 推杆动作与行程检查

① 用0~1kg/cm2范围的信号压力输入薄膜气室,往复增加和降低信号压力,推 杆移动应均匀灵活无卡滞跳动现象。

② 调整压缩弹簧预压力,使信号压力为0.15kg/cm2时推杆开始 起动(与单元组合仪表配用时起动信号压力为0.2kg/cm2)。

③ 以0.2~1.0kg/cm2压 力范围增加和降低信号压力,推杆行程应满足调节阀**行程要求。

组装时的检查

1 调节阀组装前应检查阀芯、阀座、阀杆有无缺陷。研磨后的阀芯与阀座接触应严密,阀杆应直正光滑。

2 调节阀与执行机构组装后,向薄膜气室输入使调节阀关闭的信号压力,调整阀杆长度使阀芯与阀座接触紧密。对于气关阀输入信号压力为0.95kg/cm2, 与单元组合仪表配用时为1.0 kg/cm2 ;对于气开阀输入信号压力为零。

调节阀的检查

1 密封填料函及其他连接处的渗漏检查

将温度为室温的水, 以调节阀公称压力的1.1倍或**操作压力的1.5倍的压力,按打开阀芯的方向通入调节阀的一端,另一端封闭。保持压力10分钟,同时阀杆每分钟作1~3 次往返移动。密封填料函及其他部件连接处不应有渗漏现象。

2 关闭时的泄漏检查

① 注水法泄漏检查

对于双座调节阀一般可用简易的注水法检查泄漏情况。向薄膜气室输入信号压力使调节阀关闭(气关阀输入1.2kg/cm2信号压力,气 开阀信号压力为零)。向调节阀进口处注入温度为室温的水,在不加压的情况下另一端应无显著滴漏现象。

② 水压法泄漏量检查

对于事故切断用的或要求关闭严密的单座调节阀、角型调节阀、隔膜阀可用此法。

向薄膜气室输入信号压力使调节阀关闭。将温度为室温的水,以10kg/cm2恒定压力按打开阀芯的方向通入调节阀的一端,用秒表 和量杯在另一端测量其泄漏量不应超过允许值。

泄漏量计算

Q一允许泄漏量(l/min)

C一被测调节阀的流通 能力

P——试验时的水压(kg/cm2),通常为10kg/cm2

A—允 许泄漏率(%)

③ 气压法泄漏检查

对于Dg≤3/4"的单座调节阀、角型调节阀,向薄膜气室输入信号压 力使调节阀关闭,将压力为4kg/cm2的压缩空气,按打开阀芯的方法通入调节阀的一端,切断气源,持续3分钟,压力下降应小于 0.15kg/cm2。

校验

1 始终点偏差校验

将0.2kg/cm2的信号压力输入薄膜气室,然后增加信号压力至1.0kg/cm2, 阀杆应走完全行程,再降低信号压力至0.2 kg/cm2。在1.0kg/cm2和0.2kg/cm2处 测量阀杆行程,其始点偏差和终点偏差不应超过允许值。

2 全行程偏差校验

将0.2 kg/cm2的 信号压力输入薄膜气室,然后增加信号压力至1.0 kg/cm2,阀杆应走完全行程。测量全行程偏差不超过允许值。

3 非线性偏差校验

将0.2 kg/cm2的信号压力输入薄膜气室,然后以同一方向增加信号压力至1.0 kg/cm2,使阀杆作全行程移动,再以同一方向降低信号压力至0.2 kg/cm2,使阀杆反向做全行程 移动。在信号压力升降过程中逐点记录每隔0.08 kg/cm2的信号压力时相对应的阀杆行程值(平时校验时可取5点)。输入信号 压力——阀杆行程的实际关系曲线与理论直线之间的**非线性偏差不应超过允许值。

4 正反行程变差校验

校验方法与非线性偏差校验方法相同,按照正反信号压力——阀杆行程实际关系曲线,在同一信号压力值时阀杆正反行程值的**偏差不应超过允许值。

5 灵敏限校验

输入薄膜气室信号压力,在0.3、0.6、0.9 kg/cm2的行程处,增加和降低信号压 力,测量当阀杆移动0/01mm时信号压力变化值,其**变化值不应超过允许值。